2. Der invertierende Verstärker
AKTUELL - 2. Der invertierende Verstärker
VORHERIGER 1. Ideale Operationsverstärker
Der invertierende Verstärker
Abbildung 3 - Der invertierende Operationsverstärker
Fig. 3 (a) zeigt einen invertierenden Verstärker mit der Rückkopplung, und Fig. 3 (b) zeigt das Ersatzschaltbild für diese ideale invertierende Operationsverstärkerschaltung. Wir haben die Eigenschaften des idealen Operationsverstärkers verwendet, um den Operationsverstärkereingang als offenen Stromkreis zu modellieren. Die kontrollierte Quelle ist GvdUnter den gegebenen Voraussetzungen müssen wir diese Informationen jedoch nicht explizit verwenden. Wir möchten für die Ausgangsspannung lösen, v in Bezug auf die Eingangsspannung, va. Wir schreiben Gleichungen für v+ und v- und setzen Sie diese Ausdrücke dann einander gleich. Da der Strom durch R ist null,
(12)
Auch Kirchhoffs Knotengleichung bei v- Ausbeuten,
(13)
Da v+ = v- und v+ = 0, dann v- ist auch null. Daher haben wir eine Gleichung in zwei Unbekannten, va und v , so können wir für die geregelte Verstärkung lösen,
(14)
Beachten Sie, dass die geregelte Verstärkung, v /vaist negativ (invertiert) und hängt nur vom Verhältnis zweier Widerstände ab, RF /Ra. Es ist unabhängig von der sehr hohen Open-Loop-Verstärkung, G. Dieses wünschenswerte Ergebnis wird durch die Verwendung einer Rückkopplung eines Teils der Ausgangsspannung zum Subtrahieren von der Eingangsspannung verursacht. Die Rückmeldung vom Ausgang zum Eingang durch RF dient zur Ansteuerung der Differenzspannung, vd = v+ - v-nahe Null. Da die nichtinvertierende Eingangsspannung v+Ist, Null, wirkt sich die Rückmeldung fahrend aus v- bis Null. Daher am Eingang des Operationsverstärkers,
(15)
Egal wie komplex die ideale Operationsverstärkerschaltung ist, mit diesem einfachen Verfahren kann der Ingenieur Operationsverstärkersysteme schnell analysieren (und bald entwerfen).
Wir können dieses Ergebnis nun auf den Fall mehrerer Eingaben erweitern.
Abbildung 4-Operationsverstärkerschaltung
Der in Abbildung (4) gezeigte Verstärker erzeugt einen Ausgang, der eine negativ gewichtete Summe mehrerer Eingangsspannungen ist.
Da der Strom durch R ist null, v+ = 0. Die Knotengleichung am invertierenden Eingangsanschluss ist gegeben durch Gleichung (16):
(16)
Da v+ = v- und dann v+ = 0 = v- und wir finden v in Bezug auf die Eingänge wie folgt:
(17)
Die Erweiterung zu n Die Eingabe ist unkompliziert.
ANWENDUNGEN
Analysieren Sie die folgenden Schaltkreise mit dem TINACloud-Schaltkreissimulator, um V zu bestimmen in Bezug auf die Eingangsspannungen durch Klicken auf die Links unten.