8. Αναστροφή του ενισχυτή
ΤΡΕΧΟΝ - 8. Αντιστροφή ενισχυτή
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 7. Μη αναστρέψιμος ενισχυτής
Το σχήμα 36 (a) απεικονίζει έναν ανεστραμμένο ενισχυτή. Το σχήμα 36 (b) δείχνει το ισοδύναμο κύκλωμα χρησιμοποιώντας το μοντέλο op-amp που αναπτύχθηκε προηγουμένως σε αυτό το κεφάλαιο.
Εικόνα 36 - Αντιστροφή ενισχυτή
8.1 Αντίσταση εισόδου και εξόδου
Το σχήμα 36 (b) μειώνεται στο σχήμα 37 (α) αν αφήσουμε, 
Εικόνα 37 - Μοντέλο απλουστευμένου ανασταλτικού ενισχυτή
Είναι λογικό να υποθέσουμε ότι οι ανισότητες αυτές ισχύουν επειδή, αν δεν ήταν αληθές, η έξοδος θα φορτώνει την είσοδο και το κέρδος θα μειωνόταν.
Μια σχέση τάσης-διαχωριστή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απόδοση
(71)
και μια απόδοση εξισώσεων βρόχου
(72)
Η αντίσταση εισόδου, Rin, λαμβάνεται από το σχήμα 37 (b), όπου έχουμε αντικαταστήσει την εξαρτώμενη πηγή με ισοδύναμη αντίσταση. Η αξία αυτής της αντιστάσεως είναι v-/Εγώ" που βρίσκεται από την εξίσωση (72). Για μεγάλα G (δηλαδή, 
), η δεξιότερη αντίσταση στο σχήμα 37 (b) είναι περίπου μηδέν, και 
.
Η αντίσταση εξόδου του αντιστρεπτού ενισχυτή είναι η ίδια με αυτή του μη αντιστρεπτικού ενισχυτή. Ετσι,
(73)
Κέρδος τάσης 8.2
Χρησιμοποιούμε τα ισοδύναμα κυκλώματα του Σχήματος 36 (b) και του Σχήματος 37 (a) για να καθορίσουμε το κέρδος τάσης. Το κέρδος ανάστροφης εισόδου, A- = vέξω/vin, λαμβάνεται από το κύκλωμα του Σχήματος 37 (a) κάνοντας και πάλι τις ίδιες υποθέσεις που κάναμε για να βρούμε την αντίσταση εξόδου.
Αυτές οι υποθέσεις μειώνουν το κύκλωμα σε εκείνο που φαίνεται στο σχήμα 38 (a), όπου έχουμε αλλάξει την πηγή τάσης σε σειρά με αντίσταση σε μια πηγή ρεύματος παράλληλα με αντίσταση. Οι αντιστάτες μπορούν στη συνέχεια να συνδυαστούν για να δώσουν το κύκλωμα του Σχήματος 38 (b). Τέλος, η πηγή ρεύματος μετατρέπεται πίσω στην πηγή τάσης για να αποδώσει το απλουστευμένο κύκλωμα του Σχήματος 38 (c).
Η εξίσωση βρόχου για αυτό το κύκλωμα δίνεται από
(74)
Από vέξω = Govd, το κέρδος ανάστροφης τάσης είναι
(75)
Εικόνα 38 (τμήματα a, b, c) - Αντιστροφή κέρδους εισόδου
Μπορούμε να επαληθεύσουμε αυτό το αποτέλεσμα σε σχέση με το κέρδος του ιδανικού op-amp, κάνοντας τις προσεγγίσεις: RA << 2Rcm και G >> 1. Τότε
(76)
Αυτό είναι το ίδιο με το αποτέλεσμα που βρέθηκε νωρίτερα για το απλοποιημένο μοντέλο.
Ενισχυτές πολλαπλών εισόδων 8.3
(39)
Εάν οι τάσεις va, vb,…, vm εφαρμόζονται στην αθροιστική διασταύρωση (αναστροφή εισόδου σε op-ενισχυτή) μέσω αντιστάσεων Ra, Rb, ..., Rm, αντίστοιχα, όπως φαίνεται στο σχήμα 39, η τάση εξόδου είναι
(77)
Για να επιτευχθεί ισορροπία μεροληψίας, επιλέγουμε
(78)
Ας προσδιορίσουμε
(79)
Η αντίσταση εξόδου είναι τότε
(80)
Ας υποθέσουμε τώρα ότι χρησιμοποιούνται μόνο δύο είσοδοι. Η τάση εξόδου είναι τότε
(81)
Η αντίσταση εισόδου στο va είναι περίπου ίσο με Ra, και η αντίσταση εισόδου στο vb είναι περίπου Rb. Μπορούμε να κάνουμε αυτό το κύκλωμα ένα καλοκαίρι δύο μονάδων εισόδου με μια έξοδο τάσης εξόδου
(82)
με ρύθμιση RF = Ra = Rb. Η αντίσταση από τον τερματικό εισόδου που δεν αντιστρέφεται στη γείωση επιλέγεται για να επιτευχθεί ισορροπία μεροληψίας. Ετσι, R1 = RF/ 3, και έχουμε
(83)
Ένα καλοκαίρι δύο εισόδων ίσου κέρδους (δηλαδή, όχι ενότητας) επιτυγχάνεται με ρύθμιση 
και 
. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση εξόδου είναι
(84)
Η αντίσταση εισόδου είναι περίπου R. Από RA = R/ 2,
(85)
If m οι είσοδοι αθροίζονται μέσω ίσων αντιστάσεων (πχ R), η τάση εξόδου είναι
(86)
Για αυτό το καλοκαίρι αντιστροφής πολλαπλών εισόδων με ίσο κέρδος, η αντίσταση εισόδου σε κάθε είσοδο είναι περίπου R. Από RA = R/m,
(87)
και
(88)
Η αντίσταση εξόδου είναι
(89)
Παράδειγμα
Σχεδιάστε και αναλύστε έναν αναστρεφόμενο ενισχυτή τριών εισόδων χρησιμοποιώντας ένα op-amp 741 όπου
και η αντίσταση εισόδου είναι Rπρακτικά = 8 kΩ.
Λύση: Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο σχεδίασης του Κεφαλαίου «Ιδανικοί λειτουργικοί ενισχυτές» για να βρούμε X = 0, Y = 9, Z = -10.
Τότε
Ο πολλαπλασιαστής κέρδους του ενισχυτή είναι 1 +RF/RA = 10. Βρίσκουμε την αντίσταση εισόδου ως εξής:
Η αντίσταση εξόδου είναι περίπου 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Για να επιτευχθεί ισορροπία μεροληψίας, θέσαμε
