8. Käänteinen vahvistin
Kuva 36 (a) kuvaa käänteistä vahvistinta. Kuva 36 (b) näyttää vastaavan piirin käyttämällä tässä luvussa aiemmin kehitettyä op-mallia.
8.1-tulo ja lähtöresistanssi
Kuva 36 (b) lasketaan kuvaan 37 (a), jos annamme sen,
On järkevää olettaa, että nämä epätasa-arvot ovat voimassa, koska jos ne eivät olisikaan totta, tuotos lataaisi panoksen ja voitto vähenisi.
Jännitteen jako-suhdetta voidaan käyttää tuottamaan
ja silmukkayhtälön saannot
Tulon vastus, Rin, saadaan kuviosta 37 (b), jossa olemme korvanneet riippuvan lähteen vastaavalla vastuksella. Tämän vastuksen arvo on v-/minä " joka löytyy yhtälöstä (72). Suurille G (Ts ) kuvion 37 (b) oikeanpuoleisin vastus on suunnilleen nolla ja .
Käänteisvahvistimen lähtöteho on sama kuin ei-kääntyvän vahvistimen. Täten,
8.2 Voltage Gain
Käytämme kuvion 36 (b) ja kuvan 37 (a) vastaavia piirejä jännitevahvistuksen määrittämiseksi. Käänteinen tuloste, A- = vulos/vin, saadaan kuvion 37 (a) piiristä tekemällä uudelleen samat oletukset, jotka olemme tehneet lähtövastuksen löytämisessä.
Nämä oletukset vähentävät piiriä kuvioon 38 (a) esitetyllä piirillä, jossa olemme muuttaneet sarjajännitteen lähteenä vastuksen kanssa virtalähteelle. Vastukset voidaan sitten yhdistää kuvion 38 (b) piirin tuottamiseksi. Lopuksi virtalähde muunnetaan takaisin jännitelähteeksi, jolloin saadaan kuvion 38 (c) yksinkertaistettu piiri.
Tämän piirin silmukkayhtälön antaa
Koska vulos = Govd, kääntöjännitteen vahvistus on
Voimme tarkistaa tämän tuloksen suhteessa ihanteellisen op-vahvistimen voittoon tekemällä likiarvot: RA << 2Rcm ja G >> 1. Sitten
Tämä on sama kuin yksinkertaistetun mallin aikaisempi tulos.
8.3 Multiple-Input -vahvistimet
Jos jännitteet ovat va, vb,…, vm kohdistetaan summausliitäntään (inverting input to op-amp) vastusten kautta Ra, Rb, ..., Rm, vastaavasti, kuten kuvassa 39 on esitetty, lähtöjännite on
Valitaksemme puolueettoman tasapainon
Määrittele
(79)
Lähtöjännite on sitten
Oletetaan nyt, että vain kaksi tuloa käytetään. Lähtöjännite on sitten
Syötön vastus on va on suunnilleen yhtä suuri Raja tulonkestävyys kohdassa vb on noin Rb. Voimme tehdä tämän piirin yhtenäisyyden vahvistavaksi kaksituloiseksi kesäksi, jonka lähtöjännite on
asettamalla RF = Ra = Rb. Ei-kääntyvän tuloliittimen vastus maadoitukseen valitaan bias-tasapainon saavuttamiseksi. Täten, R1 = RF/ 3, ja meillä on
Tasa-vahvistuksen (eli ei yhtenäisyyden) kaksituloinen kesä saadaan asettamalla ja . Tässä tapauksessa lähtöjännite on
Tulovastus on suunnilleen R. Siitä asti kun RA = R/ 2,
If m tulot summataan yhtäläisten vastusten avulla (sano R), lähtöjännite on
Tämän tasa-vahvistuksen monituloisen käänteisen kesän kääntämiseksi jokaisen tulon vastus on suunnilleen R. Siitä asti kun RA = R/m,
ja
Lähtöteho on
esimerkki
Suunnittele ja analysoi kolmiulotteinen käänteinen vahvistin 741-op-amp: lla
ja tulovastus on Rminuuttia = 8 kΩ.
Ratkaisu: Käytämme etsimiseen luvun “Ideaaliset operatiiviset vahvistimet” suunnittelumenetelmää X = 0, Y = 9, Z = -10.
Sitten
Vahvistimen vahvistuskerroin on 1 +RF/RA = 10. Löydämme tulon resistanssin seuraavasti:
Lähtöteho on noin 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Jotta saavutettaisiin puolueellinen tasapaino, asetimme