7. Ei-käänteinen vahvistin
CURRENT - 7. Ei-invertoiva vahvistin
PREVIOUS- 6. Op-amp-piirien tietokoneiden simulointi
Ei-käänteinen vahvistin
Kuva 29 - Ei-invertoiva vahvistin
Kuva 29 (a) kuvaa ei-käänteinen vahvistinja Kuva 29 (b) näyttää vastaavan piirin.
Tulojännite syötetään läpi R1 ei-kääntyvään päätteeseen.
7.1-tulo- ja lähtöresistanssit
- tulonkestävyys tämän vahvistimen avulla voidaan määrittää syöttöpiirin Thevenin-ekvivalentti. Kuormankestävyys on yleensä sellainen, että Rkuormitus >> Ro. Jos tämä ei olisi totta, tehokas voitto vähenisi ja efektiivinen arvo Ro olisi rinnakkainen yhdistelmä Ro with Rkuormitus. Määritetään uudelleen ja R 'F = RF + Ro. Me jätämme huomiotta R1, koska se on niin paljon vähemmän kuin Rin. Nyt sitten Rkuormitus >> Ro, voimme vähentää kuviota 29 (a) kuvion 30 (a) yksinkertaistettuun muotoon.
Kuva 30 - Pienennetyt piirit tulovastusta varten
Me löydämme elliptisen käyrän ympäröimän piirin Thevenin-ekvivalentin, mikä johtaa kuvioon 30 (b). Kuvassa 30 (c) 2: n oikealla oleva vastusRcm on antanut v/i'. Tämän arvioimiseksi kirjoitamme silmukkayhtälön saadaksesi
(53)
Näin ollen,
(54)
Syöttöresistanssi on tämän määrän rinnakkainen yhdistelmä 2: n kanssaRcm.
(55)
Muista tuo , R 'F = RF + Roja Rkuormitus >> Ro. Jos säilytämme vain merkittävimmät termit ja huomaamme sen Rcm on suuri, yhtälö (55) laskee arvoon
(56)
jossa käytämme uudelleen nolla-taajuusjännitevoittoa, Go.
Yhtälöä (56) voidaan käyttää 741-op-vahvistimen tulovastuksen löytämiseen. Jos korvaamme taulukossa 1 annetut parametriarvot, yhtälö (56) tulee
Käytämme uudelleen oletuksia Rcm on suuri R 'F » RF ja R 'A » RA. Tämän jälkeen 741-op-amp: n lähtöresistanssi on
(57)
Esimerkki
Laske kuvassa 31 (a) esitetyn yhtenäisyyden vahvistuksen seuraajan tulovastus.
Kuva 31 - Unity-gain-seuraaja
Ratkaisu: Vastaava piiri on esitetty kuviossa 31 (b). Koska oletamme nolla-taajuuden vahvistuksen, Go, ja yhteismuotoinen vastus, Rcm, ovat korkeita, voimme jättää termin huomiotta 
verrattuna (1 +Go)Ri. Yhtälöä (57) ei voi käyttää RA = 0. Syöttöresistanssi annetaan sitten
Tämä on tyypillisesti yhtä suuri kuin 400 MΩ tai enemmän, joten voimme jättää huomiotta R1 (eli asetettu R1 = 0).
7.2 Voltage Gain
Haluamme määrittää jännitteen vahvistuksen, A+ kuvion 32 (a) ei-invertoivaa vahvistinta varten.
Kuva 32 - Ei-käänteinen vahvistin
Tämä vahvistus määritellään
(58)
Vastaava piiri on esitetty kuviossa 32 (b). Jos oletetaan RF>>Ro, Rkuormitus>>Ro ja piiri voidaan pienentää kuvioon 32 (c) esitettyyn. Jos määrittelemme edelleen, niin kuva 32 (d).
Oletetut olosuhteet ovat toivottavia tehokkaan vahvistuksen vähentämisen estämiseksi. Thevenin-ekvivalenttien ottaminen muokkaa riippuvaa jännitelähdettä ja käyttöjännitteen lähdettä kuten kuviossa 32 (d). Ota huomioon, että
(59)
Lähtöjännite on
(60)
Voimme löytää i käyttämällä KVL: ää kuvion 32 (d) piiriin saadakseen
(61)
(62)
jossa
ja 
mikä 
.
Ratkaistaan nykyinen, i, saamme
(63)
Jännitteenvahvistus saadaan ulostulon ja tulojännitteen suhteesta.
(64)
Tämän tuloksen tarkistuksena voimme pienentää mallia ihanteellisen op-amp: n malliksi. Käytämme nollataajuutta, Go, sijasta G yhtälössä (64) ja myös seuraavissa yhtälöissä.
(65)
Kun päästämme 
, Yhtälö (64) tulee
(66)
joka sopii idealizoidun mallin tulokseen.
esimerkki
Etsi kuviossa 33 esitetyn yhtenäisyyden vahvistuksen seuraajan vahvistus.
Kuva 33 - Yhtenäinen vahvistus seuraajaRatkaisu: Tässä piirissä 
, R 'A = 2Rcmja RF << R 'A. Oletamme, että Go on suuri, 
, ja asetimme R1 = RF. Yhtälö (64) pienenee sitten arvoon
(67)
so vulos = vin odotetusti.
7.3 Multiple-Input -vahvistimet
Laajennamme aiemmat tulokset ei-invertoivan vahvistimen tapauksessa, jossa on useita jännitteitä. Kuva 34 esittää monituloisen ei-invertoivan vahvistimen.
Kuva 34 - Monituloinen ei-käänteinen vahvistin
Jos syötät v1, v2, v3, ..., vn käytetään syöttöresistanssien kautta R1, R2, R3, ..., Rn, saamme erityistapauksen luvusta ”Ihanteelliset operatiiviset vahvistimet” johdetusta yleistuloksesta seuraavasti:
(68)
Me valitsemme
(69)
saavuttaa puolueellinen tasapaino. Lähtöresistanssi löytyy yhtälöstä (52).
Erityisenä esimerkkinä on määriteltävä kuvion 35 kahden tulon kesän lähtöjännite.
(35)
Lähtöjännite löytyy yhtälöstä (68) seuraavasti:
(70)
Me valitsemme 
saavuttaa puolueellinen tasapaino. Jos oletetaan RF = R1 = R2 = RA, sitten yhtälö (70) laskee arvoon vulos = v1 + v2, joka on kaksituloinen kesällä.