2. Ο μετατροπέας αναστροφής
ΤΡΕΧΟΝ - 2. Ο αντιστρεπτικός ενισχυτής
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 1. Ιδανικοί ενισχυτές
Ο μετατροπέας αναστροφής
Εικόνα 3 - Ο αντιστρεπτικός ενισχυτής
Το Σχήμα 3 (α) απεικονίζει έναν ενισχυτή αντιστροφής με την ανάδραση, και το Σχήμα 3 (β) δείχνει το ισοδύναμο κύκλωμα για αυτό το ιδανικό κύκλωμα op-amp αντιστροφής. Έχουμε χρησιμοποιήσει τις ιδιότητες του ιδανικού op-amp για να μοντελοποιήσουμε την είσοδο op-amp ως ανοιχτό κύκλωμα. Η ελεγχόμενη πηγή είναι Gvd, αλλά υπό τις δεδομένες παραδοχές, δεν θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε ρητά αυτές τις πληροφορίες. Θέλουμε να λύσουμε την τάση εξόδου, vέξω, από την άποψη της τάσης εισόδου, va. Γράφουμε εξισώσεις για v+ και v- και στη συνέχεια να ορίσετε αυτές τις εκφράσεις ίσες μεταξύ τους. Δεδομένου ότι το ρεύμα μέσω R είναι μηδέν,
(12)
Επίσης εξίσωση κόμβου του Kirchhoff στο v- αποδόσεις,
(13)
Από v+ = v- και v+ = 0, τότε v- είναι επίσης μηδέν. Επομένως, έχουμε μια εξίσωση σε δύο άγνωστα, va και vέξω, έτσι μπορούμε να λύσουμε για το κέρδος κλειστού βρόχου,
(14)
Παρατηρήστε ότι το κέρδος κλειστού βρόχου, vέξω /va, είναι αρνητική (ανεστραμμένη) και εξαρτάται μόνο από την αναλογία δύο αντιστάσεων, RF /Ra. Είναι ανεξάρτητο από το πολύ υψηλό κέρδος ανοιχτού βρόχου, G. Αυτό το επιθυμητό αποτέλεσμα προκαλείται από τη χρήση ανατροφοδότησης ενός τμήματος της τάσης εξόδου που αφαιρείται από την τάση εισόδου. Η ανατροφοδότηση από την έξοδο προς την είσοδο μέσω RF χρησιμεύει για την οδήγηση της διαφορικής τάσης, vd = v+ - v-, κοντά στο μηδέν. Δεδομένου ότι η μη αντιστρέψιμη τάση εισόδου, v+, είναι μηδέν, η ανατροφοδότηση έχει ως αποτέλεσμα την οδήγηση v- στο μηδέν. Ως εκ τούτου, στην είσοδο του op-amp,
(15)
Ανεξάρτητα από το πόσο περίπλοκο είναι το ιδανικό κύκλωμα op-amp, ακολουθώντας αυτή την απλή διαδικασία, ο μηχανικός μπορεί να αναλύσει γρήγορα (και σύντομα σχεδιάζει) τα op-amp συστήματα.
Τώρα μπορούμε να επεκτείνουμε αυτό το αποτέλεσμα στην περίπτωση πολλαπλών εισόδων.
Εικόνα 4 - κύκλωμα Op-ενισχυτή
Ο ενισχυτής που φαίνεται στο σχήμα (4) παράγει μια έξοδο η οποία είναι ένα αρνητικό σταθμισμένο άθροισμα αρκετών τάσεων εισόδου.
Δεδομένου ότι το ρεύμα μέσω R είναι μηδέν, v+ = 0. Η εξίσωση κόμβου στον ακροδέκτη εισόδου αντιστροφής δίνεται από την Εξίσωση (16):
(16)
Από v+ = v-, Τότε v+ = 0 = v- και βρισκόμαστε vέξω από πλευράς εισροών ως εξής:
(17)
Η επέκταση στο n Οι είσοδοι είναι απλές.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Αναλύστε τα ακόλουθα κυκλώματα χρησιμοποιώντας με τον προσομοιωτή κυκλώματος TINACloud για να προσδιορίσετε το Vέξω όσον αφορά τις τάσεις εισόδου κάνοντας κλικ στους παρακάτω συνδέσμους.