4. Входно съпротивление на веригите Op-amp
ТОК - 4. Входно съпротивление на веригите Op-amp
ПРЕДИШЕН - 3. Неинвертиращият усилвател
Входно съпротивление на веригите Op-amp
Входното съпротивление на идеалния оп-усилвател е безкрайно. Въпреки това, входното съпротивление на верига, съставена от идеален OP-AMP, свързан с външни компоненти, не е безкрайно. Това зависи от формата на външната верига.
Първо ще разгледаме обръщане оп-усилвател. Еквивалентната схема за инвертиращия операционен усилвател на фигура (3) „Инвертиращият операционен усилвател“ е показана на фигура 10 (а).
Фигура 10- Входно съпротивление, инвертиращ усилвател
Фигура 10 (b) показва същата схема, пренаредена за простота на анализа. Имайте предвид, че към входа сме прикрепили източник на напрежение „тест“, за да изчислим еквивалентното съпротивление. Тъй като веригата съдържа зависим източник на напрежение, не можем да намерим входното съпротивление, като просто комбинираме резистори. Вместо това намираме входното съпротивление, като заместваме източника на входния сигнал и свързаното с него съпротивление с тестов източник на определено напрежение, vтести след това изчислява тока, подаден от източника на изпитване към веригата, iтест, Като алтернатива можем да използваме текущия източник на тест, iтести разрешаване на подаденото към веригата напрежение, vтест. Използвайки и двете техники, можем да изчислим съпротивлението от закона на Ом.
Уравнението на цикъла се дава от,
(26)
Тогава еквивалентното входно съпротивление е
(27)
Както печалбата на цикъла, G, приближава до безкрайност, първият член в уравнението (27) се приближава до нула и приближава входното съпротивление Ra, По този начин входното съпротивление, наблюдавано от източника, е равно на стойността на външното съпротивление, Ra, Това проверява виртуалната наземна собственост, тъй като резултатът показва, че инвертиращият вход е еквивалентен на земята.
Сега разглеждаме инвертиращия усилвател с два входа.
Това е показано на фигура (11).
Фигура 11 - Двувходен обръщащ усилвател
Това е специален случай на схемата от фигура (4) „Op-amp схема“, показана по-рано.
Тъй като напрежението при инвертиращия вход към оп-усилвателя е нула (виртуална земя), входното съпротивление се вижда от va is Raи това, което видях vb is Rb. „Заземеният“ инвертиращ вход също служи за изолиране на двата входа един от друг. Тоест вариация в va не влияе на входа vb, и обратно.
Входното съпротивление за неинвертиращ усилвател може да се определи, като се обърне към конфигурацията на веригата на фигура (5) „Неинвертиращ усилвател“. Вижте еквивалентната схема на фигура 12 (а).
Не минава ток R1 от v+ въвеждане на оп-усилвател има безкрайна съпротива. Като резултат, Rin към неинвертиращ терминал е безкрайност. Ако дизайнът се нуждае от голямо входно съпротивление, ние често използваме опционален усилвател с един вход. Такава конфигурация се нарича a неинвертиращ буфер ако има напрежение печалба на единство.
Затова ситуацията се променя, когато отидем на множествен вход, неинвертиращ оп-усилвател, както е показано на фигура 12 (b). Еквивалентната схема е показана на фигура 12 (c). Приемаме, че съпротивлението, свързано с всеки източник, (r1, r2 намлява r3) е нула ома. При прилагане на тестовия източник за изчисляване на входното съпротивление за многовходни вериги, използваме суперпозиция. Ето защо ние прилагаме тестовия източник на всеки вход отделно, като изключваме другите входове (къси съединения за източници на напрежение и отворени вериги за токови източници в съответствие с принципа на суперпозиция). Различните входни съпротивления са тогава
(28)
ПРИЛОЖЕНИЯ
Анализирайте следните схеми онлайн, използвайки симулатора на веригата TINACloud, като кликнете върху връзките по-долу.
1- входно съпротивление на симулация на верига с обръщане на усилвател
2- входно съпротивление на двувходна симулация на верига с обръщане на усилвател
Тази концепция може лесно да бъде разширена n входове.
Фигура 12- Входно съпротивление на неинвертиращ усилвател