下面所示的是反相比例放大器交流模型，如图1所示。输入信号通过电阻R1输入到反相端，反相端与输出端之间连接了电阻Rf。其中，R1是输入电阻，Rf是反馈电阻。输入信号和反馈信号都加在集成运放的反相输入端上（并联反馈的特征）。
图1：反相比例放大器交流模型
该电路的闭环电压放大倍数Af可以表示为以下公式：
equation
负号表示uo与ui反相，因此被称作反相放大器；由于uo与ui成比例关系，也被称作反相比例放大器。
另一方面，如图2所示，是同相比例放大电路的交流模型。输入信号通过电阻Ri输入到同相端，反相端与输出端之间连接了电阻Rf，而反相端则与地之间连接了电阻R1。其中，R1是取样电阻，Rf是反馈电阻。输入信号和反馈信号分别加到集成运放的同相端和反相端上（串联反馈的特征）。
图2：同相放大器交流模型
该电路的闭环电压放大倍数Af可以表示为以下公式：
equation
这里输出电压uo与输入电压ui同相，所以称为同相放大器，也被称为同相比例放大器。当Rf短路且R1为无穷大时，比例系数Af约等于1，此时电路变成了电压跟随器，如图3所示。
图3：电压跟随器
静态偏置电压设置及注意事项
前面提到的运算电路都是交流模型，重点讨论了闭环电压放大倍数。实际上，与晶体管组成的放大器一样，集成运放器也需要适当的静态工作点。需要指出的是，集成运放器既可以单电源工作，也可以双电源工作，因此在这两种情况下，静态工作点的设置也有所不同。因此，本节内容涉及了在工程实际设计集成放大电路时需要注意的一些事项。
下面所示为同相输入电路结构（单电源供电），如图8所示。该电路由集成运算器和阻容元件组成的同相比例电压放大器。由于是单电源供电，因此需要设置适当的静态工作点，即静态偏置电压。电阻R1和R2串联用于分压，然后通过电容C2和C3进行滤波以得到稳定的中点电压。该中点电压通过电阻R3接到运算器的同相端，这个电阻必须插入且阻值不能太小。由于中点电压经过电容滤波，相当于在交流上接地。如果没有R3存在，则输入信号会接地；如果R3的阻值太小，它将对信号源产生较大负担，相当于一个固定负载。
电路中各元件的作用和功能见表2。
图8：同相放大器应用电路（单电源供电）
如图9所示为对称双电源Ucc和-Ucc联合供电的同相比例电压放大器。由于采用了对称双电源供电，中点电压为0，也就是说R3的上端直接接地，因此不需要进行电阻串联分压。
电路中各元件的作用和功能见表2。
图9：同相放大器应用电路（双电源供电）
接下来是反相输入电路结构，如图10所示。该电路由集成运算器和阻容元件组成的反相比例电压放大器。由于是单电源供电，因此需要设置适当的静态工作点，即静态偏置电压。电阻R1和R2串联用于分压，然后通过电容C2和C3进行滤波以得到稳定的中点电压。由于信号是从反相端输入的，而同相端是虚地，因此可以不插入电阻来连接中点电压和同相端（也可以插入几千欧姆以下的电阻）。
电路中各元件的作用和功能见表2。
图10：反相放大器应用电路（单电源供电）
图11所示为对称双电源Ucc和-Ucc联合供电的反相比例电压放大器。由于采用了对称双电源供电，中点电压为0，可以直接将同相端接地，或者提供几千欧姆以下的电阻接地。
电路中各元件的作用和功能见表2。
图11：反相放大器应用电路（双电源供电）
在图8、图9、图10和图11中，电路中各元件的作用和功能见表2。
表2：同相和反相比例放大器中各元件的作用
需要指出的是，集成运放的静态工作点设置方法是通过将偏置电压接到电阻（同相放大器）或直接接地（反相放大器）来连接集成电路的同相端。一旦正确设置，反相端和输出端的电压将与同相端相等。这也是在实际工程中判断电路连接是否正确或集成电路是否损坏的重要标志。通常情况下，分压电阻R1和R2的取值范围可以在几千欧姆至几十千欧姆之间。
为了给读者带来更直观的认识，我们将按照图12和图13所示电路搭建两个不同的实验板。
假设Ucc=10V，我们将使用低频信号发生器作为信号源，输出频率为1kHz的正弦信号。
将该信号加到放大器输入端ui，并调节信号幅度以使输出达到最大值且不失真。利用示波器观察放大器的输入和输出波形，如图14所示。
图14 电路实测信号
a) 图12 测试信号 b) 图13 测试信号
从图14所示的波形图中，我们可以观察到输入和输出电压的正负峰值所占的格数、挡位以及电压放大倍数等数据，请参考表3。
表3 示波器显示的输入、输出信号波形数据
最后，让我们顺便提一下，在实际电路中，无论是同相比例放大器还是反相比例放大器，通常都会在反馈电阻Rf的两端并联一个几十至几百皮法的瓷片电容，以降低高频信号的增益，确保电路的稳定性。因为对于高频信号而言，电容不能被视为开路，并且随着信号频率的增加，电容的容抗逐渐减小。换句话说，对于高频信号而言，反馈回路的总阻抗减小，导致高频信号的放大倍数降低，从而防止高频自激振荡的发生。
关键词：罗姆放大器
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