反相放大器結構原理和故障檢修
2021-01-13 電子發燒友發表於 2019-10-11 09:39:09
反相器是CMOS電路中的基本增益級，採用共源結構，負載可以是有源負載或者電流源。
如果輸入信號進入反相輸入端，並且是工作於閉環狀態的，其輸入、輸出電壓信號的變化趨勢是相反的，即構成反相放大器電路。如圖1所示，仍然採用創意原理符號繪圖。後文中為了圖形簡潔，對於反相放大器，有時省略掉同相輸入端偏置電路，而使同相輸入端直接接地。
圖1 反相放大器的三種基本電路形式
反相放大器，系同相端接地（或經偏置電阻接地），輸入信號從反相輸入端進入的電路結構。由兩輸入端「虛短」關係，（因同相端接地之緣故）又可導出「虛地」概念，而此概念僅指反相放大器而言。因設計者的考慮不同，其同相端輸入端有直接接地者，也有添加偏置電阻r3而接地者，而在其分析電路原理和故障檢修時並無不同。
顯然，因其同相輸入端接地，放大器的最後控制目的，是在放大區域內，無論輸入為何信號，在輸出級動態調整下，總是使反相輸入端變為0v地電平。上圖中，r1為輸入電阻，r2為反饋電阻，電路的電壓放大倍數=r2/r3。
就此，可得出反相放大器正常工作狀態的根本特徵：
（1）兩個輸入端對地均為0v。
（2）輸入、輸入信號電壓呈反向變化趨勢，大小取決於r1、r2的比例關係。
如果需要分析或得出檢測判斷，首先要確定圖中電路，何點是信號輸入端？
因反相放大器的「虛地」特性，運放器件本身的兩個輸入端為0v地電平，並不隨輸入信號電壓變化而變化（或僅為瞬態變化，測量中極難捕捉），顯然，輸入電阻r1右端並非信號輸入端，而其左端才是信號輸入端，故r2/r1=-vout/vin-（r1左端輸入電壓）。
或可這樣認為：如上圖電路中，r1兩端即為輸入電壓，r2兩端為反向的輸出電壓，對該電路電壓放大倍數及好壞，僅需用表筆搭上兩搭，就一清二楚了——vr1兩端電壓為輸入電壓；vr2兩端電壓為反向的輸出電壓。
反相放大器故障檢修（1）反相放大器的正常工作狀態。
即符合兩個根本特徵：
a、兩個輸入端對地均為0v。
b、輸入、輸入信號電壓呈反向變化趨勢，大小取決於r1、r2的比例關係。
不為此，即故障狀態。
（2）檢修同相放大器的原則仍然適用於反相放大器。
a、「虛地」原則不符合後，先按比較器原則檢測，符合之，運放器件好，外圍元件故障。
b、不符合比較器原則，則運放器件壞。
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