2. Инвертиращ усилвател
ТОК - 2. Инвертиращ усилвател
ПРЕДИШЕН - 1. Идеални оп-усилватели
Инвертиращ усилвател
Фигура 3 - Инвертиращият операционен усилвател
Фигура 3 (а) илюстрира инвертиращ усилвател с обратна връзка, а Фигура 3 (б) показва еквивалентната схема за тази идеална инвертираща операционна усилвателна схема. Използвахме свойствата на идеалния операционен усилвател, за да моделираме входа на операционния усилвател като отворена схема. Контролираният източник е Gvd, но при дадените предположения няма да се налага да използваме тази информация изрично. Искаме да решим за изходното напрежение, vотпо отношение на входното напрежение, va, Пишем уравнения за v+ намлява v- и след това задайте тези изрази еднакви. Тъй като текущата през R е нула,
(12)
Също така уравнението на възела на Kirchhoff при v- добиви,
(13)
Тъй като v+ = v- намлява v+ = 0, тогава v- също е нула. Следователно, имаме едно уравнение в две неизвестни, va намлява vот, така че можем да решим за печалбата от затворен контур като,
(14)
Забележете, че печалбата при затворена верига, vот /va, е отрицателен (обърнат) и зависи само от съотношението на два резистора, RF /Ra, Той е независим от много високата печалба при отворен цикъл, G, Този желателен резултат се причинява от използването на обратна връзка на част от изходното напрежение, която се изважда от входното напрежение. Обратната връзка от изхода към входа RF служи за задвижване на диференциалното напрежение, vd = v+ - v-, близо до нула. От неинвертиращото входно напрежение, v+, е нула, обратната връзка има ефект на шофиране v- до нула. Следователно, на входа на оп-усилвателя,
(15)
Без значение колко сложна е идеалната верига на усилвателя, следвайки тази проста процедура, инженерът може бързо да анализира (и скоро да проектира) оп-усилвателни системи.
Сега можем да разширим този резултат до случая с множество входове.
Фигура 4 - Op-amp верига
Усилвателят, показан на фигура (4), произвежда изход, който е отрицателно претеглено сумиране на няколко входни напрежения.
Тъй като текущата през R е нула, v+ = 0. Уравнението на възела в инвертиращия входен терминал е дадено чрез уравнение (16):
(16)
Тъй като v+ = v-, тогава v+ = 0 = v- и ние откриваме vот по отношение на вложените ресурси, както следва:
(17)
Разширението към n входовете са ясни.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Анализирайте следните схеми, като използвате симулатора на вериги TINACloud, за да определите Vот по отношение на входните напрежения, като щракнете върху връзките по-долу.