反相输入放大器与生俱来的坑

我们都知道反相放大器能将输入的信号反相放大，这是很基本的知识，学过电路的一般都知道。反相放大器的公式为Vout = -Vin*Rf/Rin（运算放大器应用汇总）。根据已知的公式，能很轻松的完成设计，但反相放大器与生俱来的有个小缺陷，反相输入放大器的输入阻抗不是很高，而我们在电路设计中一般希望放大器的输入阻抗要高，这样放大器才不会从信号源吸收电流，才不会影响待放大信号以及对电路的放大结果产生影响。

根据公式，Vout = -Vin*Rf/Rin，可得知放大倍数为10K/1K = 10倍。

下面根据运放“虚短虚断”的特点来分析下，上图同相输入端接地，电位为0，根据运放虚短的特点，运放的3脚同相输入端和4脚反相输入端的电位相等，所以4脚反相输入端的电位也为0电位。电阻Rin的右端相当于连接到0电位，运放等效戴维南电路如下图：

现在想象一下，我们把整个放大电路看成一个黑盒子（如下图），我们从Vin这个信号源处往这个黑盒子里面看，从下图能看出来，这个Rin就决定了反向放大器的输入阻抗，所以这个反相放大器的输入阻抗就为Rin = 1K。

因为Rin的存在，导致反相放大器输入阻抗低，从而导致反相放大器在工作时会对信号源产生影响，从而对放大结果产生影响。常见的信号源Vin，一般都不是理想的电压源，它会有内阻，假定上图的这个信号源的内阻为Rz，大小为1K。根据这个修改下原理图如下：

如上图，可明显的看出，信号源内阻Rz和Rin串联，根据反相放大器公式，Vout = -Vin*Rf/(Rz+Rin)，可求得结果为10k/(1k+1k) = 5倍，还记得最开始的计算结果吗？放大结果不是10倍吗？对，我们预想的电路是想将输入信号放大10倍，而现在的结果大相径庭，误差足足一倍，而且同样的电路输入不同内阻的信号源，也就是Vin的内阻Rz不同的话，放大结果还会不一样。