7. Neinvertirajuće pojačalo

Neinvertirajuće pojačalo
Neinvertirajuće pojačalo, operativna pojačala

Slika 29 - Neinvertirajuće pojačalo

Slika 29 (a) ilustruje neinvertirajuće pojačalo, a Slika 29 (b) prikazuje ekvivalentni krug.

Ulazni napon se primenjuje R1 u neinvertirajući terminal.

Ulazni i izlazni otpor 7.1

The ulazni otpor ovog pojačala se utvrđuje određivanjem Thevenin ekvivalenta ulaznog kruga. Otpor opterećenja je obično takav Ropterećenje >> Ro. Ako to nije tačno, efektivna dobit bi se smanjila i efektivna vrednost Ro bi bila paralelna kombinacija Ro sa Ropterećenje. Ponovno definirajmo i R 'F = RF + Ro. Mi ćemo zanemariti R1, jer je mnogo manje nego Rin. Od tada Ropterećenje >> Ro, možemo smanjiti sliku 29 (a) na pojednostavljeni oblik slike 30 (a).

operativna pojačala, op-amp, praktična op-amp

Slika 30 - Smanjeni krugovi za ulazni otpor

Nalazimo Thevenin ekvivalent kruga okruženog eliptičnom krivuljom, što rezultira slikom 30 (b). Na slici 30 (c), otpor desno od 2-aRcm daje se v/i '. Da bismo ovo procijenili, pišemo jednadžbu petlje da bismo je dobili

(53)

Zbog toga,

(54)

Ulazni otpor je paralelna kombinacija ove količine sa 2Rcm.

(55)

Sjetite se da, R 'F = RF + Ro, I Ropterećenje >> Ro. Ako zadržimo samo najznačajnije termine i zapamtimo to Rcm je velika, jednačina (55) se smanjuje na

(56)

gde ponovo koristimo nulto frekventno pojačanje, Go.

Jednadžba (56) se može koristiti za pronalaženje ulaznog otpora 741 op-amp. Ako zamijenimo vrijednosti parametara kao što je dano u tablici 1, postaje jednadžba (56)

Ponovo koristimo pretpostavke Rcm je velika, to jest R 'F » RF i R 'A » RA. Tada se daje izlazna otpornost 741 op-amp

(57)

PRIMJER

Izračunajte ulazni otpor za sljedbenika pojačanja jedinstva koji je prikazan na slici 31 (a).

Sljedbenik dobitka jedinstva

Slika 31 - Sljedbenik sticanja jedinstva

rješenje:  Ekvivalentni krug je prikazan na slici 31 (b). Pošto pretpostavljamo nultu frekvenciju, Go, i otpornost na zajednički režim, Rcm, su visoke, možemo zanemariti termin  u odnosu na (1 +Go)Ri. Jednadžba (57) se ne može koristiti od tada RA = 0. Zatim se daje ulazni otpor

Ovo je obično jednako 400 MΩ ili više, tako da možemo zanemariti R1 (tj. set R1 = 0).

7.2 napon napona

Želimo odrediti naponsko pojačanje, A+ za neinvertujuće pojačalo sa slike 32 (a).

Neinvertirajuće pojačalo

Slika 32 - Neinvertirajuće pojačalo

Ovaj dobitak je definisan

(58)

Ekvivalentni krug je prikazan na slici 32 (b). Ako pretpostavimo RF>>Ro, Ropterećenje>>Ro i, krug se može smanjiti na onaj prikazan na slici 32 (c). Ako dalje definišemo, onda rezultate 32 (d).

Pretpostavljeni uslovi su poželjni kako bi se spriječilo smanjenje efektivnog dobitka. Operacija preuzimanja Thevenin ekvivalenata modifikuje zavisni izvor napona i izvor pogonskog napona kao na slici 32 (d). Zapiši to

(59)

Izlazni napon se daje pomoću

(60)

Možemo naći i primenom KVL-a na kolo sa slike 32 (d) da se dobije

(61)

(62)

gdje

 implicira  .

Rešavanje za struju, i, dobijamo

(63)

Dobitak napona se daje odnosom izlaznog napona i ulaznog napona.

(64)

Kao provjeru ovog rezultata, možemo reducirati model na idealni op-amp. Koristimo dobitak nulte frekvencije, Go, umjesto G u jednačini (64) i takođe sledećim jednakostima.

(65)

Kada pustimo , Jednadžba (64) postaje

(66)

koji se slaže s rezultatom za idealizirani model.

primjer

Nađite dobitak sljedbenika pojačanja jedinstva koji je prikazan na slici 33.

Unity gain, praktična op-ampera, operativna pojačala

Slika 33 - sljedbenik Unity gainrješenje:  U ovom krugu, , R 'A = 2Rcm, I RF << R 'A. To pretpostavljamo Go je velika, , i postavili smo R1 = RF. Jednadžba (64) se zatim svodi na

(67)

so vnapolje = vin kao što je očekivano.

 

7.3 višestruka ulazna pojačala

Prethodne rezultate proširili smo na slučaj neinvertirajućeg pojačala s višestrukim naponskim ulazima. Slika 34 prikazuje višestruko ulazno neinvertirajuće pojačalo.

Višestruko ulazno neinvertirajuće pojačalo

Slika 34 - višestruko ulazno neinvertirajuće pojačalo

Ako ulazi v1, v2, v3,…, vn primenjuju se preko ulaznih otpora R1, R2, R3,…, Rn, dobivamo poseban slučaj općeg rezultata izvedenog u poglavlju „Idealna operativna pojačala“, kako slijedi:

(68)

Mi biramo

(69)

da bi se postigla ravnoteža predrasuda. Izlazni otpor nalazi se iz jednačine (52).

Kao specifičan primjer, odredimo izlazni napon dvo-ulaznog ljeta na slici 35.

(35)

Izlazni napon se nalazi iz jednadžbe (68), kako slijedi:

(70)

Mi biramo   da bi se postigla ravnoteža predrasuda. Ako pretpostavimo RF = R1 = R2 = RA, onda se Jednadžba (70) smanjuje na vnapolje = v1 + v2, što je jedinstvo-dobitak dva ulaza ljeta.