反相求和放大器

用电阻混合两个信号

求和器把输入相加。负反馈把输出送回减法输入。虚地依靠反馈保持接近 0 V，并没有直接接地的导线。 Op amp 是 Operational Amplifier，运算放大器：有电源的电路，用来放大两个输入之差。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

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工作原理

理想输出限制 ±12 V，两个输入电阻各 10 kΩ。增益设置反馈电阻。忽略噪声、负载和误差。

V1、V2 经各自电阻产生电流，在 Rf 中相加。增益大小 g = Rf/10 kΩ；Vout 反转和的符号。

难度

搭建 · 观察
通电：V1 = 1 V、V2 = 1 V、g = 1。得到 −2 V。
需要提示？
V1=1 V; V2=1 V; g=1 → −2 V
探索 · 探索
设 V1 = 1 V、V2 = 2 V、g = 2。得到 −6 V。
需要提示？
V1=1 V; V2=2 V; g=2 → −6 V
独立解题 · 解决
保持 V1 = 1 V、V2 = 2 V，设 g = 3。得到 −9 V。
需要提示？
V1=1 V; V2=2 V; g=3 → −9 V

延伸阅读与电路配方

混音器合并声道而不直接连接信号源。恒定电压显示同样的加法规则。

Vout = −g × (V1 + V2); g = Rf/Rin

相同输入电阻给予相同权重。公共 Rf 同时缩放两项。

相同权重得到反相和，而非平均值。

能量来自放大器电源，相加不会免费产生功率。

虚地不是额外的接地端子，它需要有效的线性反馈。

输入各 1 V，增益 1。

输出 −2 V。

输入 1 V、2 V，增益 2。

输出 −6 V。

增益 1 时比较 0 V + 2 V 与 1 V + 1 V：都输出 −2 V。