7. Neinvertirajuće pojačalo
Neinvertirajuće pojačalo
Slika 29 (a) ilustrira neinvertirajuće pojačaloi Slika 29 (b) prikazuje ekvivalentni krug.
Ulazni napon se primjenjuje R1 u neinvertirajući terminal.
Ulazne i izlazne otpornosti 7.1
Korištenje električnih romobila ističe ulazni otpor ovog pojačala se utvrđuje određivanjem Thevenin ekvivalenta ulaznog kruga. Otpor opterećenja je obično takav da Rteret >> Ro, Ako to nije točno, efektivna dobit bi se smanjila i efektivna vrijednost Ro bi bila paralelna kombinacija Ro s Rteret. Definirajmo opet i R 'F = RF + Ro, Mi ćemo zanemariti R1, jer je toliko manje od Rin, Od tada Rteret >> Ro, možemo smanjiti sliku 29 (a) na pojednostavljeni oblik slike 30 (a).
Nalazimo Thevenin ekvivalent kruga okruženog eliptičnom krivuljom, što rezultira slikom 30 (b). Na slici 30 (c), otpor desno od 2Rcm Je dano od strane v/ja ', Da bismo to ocijenili, napišemo jednadžbu petlje kako bismo je dobili
Prema tome,
Ulazni otpor je paralelna kombinacija ove količine s 2Rcm.
Sjetite se da, R 'F = RF + Roi Rteret >> Ro, Ako zadržimo samo najznačajnije pojmove i zapamtimo to Rcm je velika, jednadžba (55) se smanjuje na
gdje ponovno koristimo dobitak napona nulte frekvencije, Go.
Jednadžba (56) može se koristiti za pronalaženje ulaznog otpora 741 op-amp. Ako zamijenimo vrijednosti parametara kako je dano u tablici 1, jednadžba (56) postaje
Ponovno koristimo te pretpostavke Rcm je velika R 'F » RF i R 'A » RA, Tada izlazni otpor 741 op-amp daje
PRIMJER
Izračunajte ulazni otpor za sljedbenika pojačanja jedinstva prikazan na slici 31 (a).
Rješenje: Ekvivalentni krug je prikazan na slici 31 (b). Budući da pretpostavljamo dobitak nulte frekvencije, Goi otpor općeg načina rada, Rcm, su visoke, možemo zanemariti pojam u usporedbi s (1 +Go)Ri, Jednadžba (57) se ne može koristiti od RA = 0. Tada se daje ulazni otpor
Ovo je obično jednako 400 MΩ ili više, tako da možemo zanemariti R1 (tj. skup R1 = 0).
7.2 napon pojačanja
Želimo odrediti naponsko pojačanje, A+ za neinvertirajuće pojačalo iz slike 32 (a).
Ovaj dobitak je definiran s
Ekvivalentni krug je prikazan na slici 32 (b). Ako pretpostavimo RF>>Ro, Rteret>>Ro i, krug se može smanjiti na onaj prikazan na slici 32 (c). Ako dalje definiramo, onda rezultate 32 (d).
Pretpostavljeni uvjeti su poželjni kako bi se spriječilo smanjenje efektivnog dobitka. Postupak uzimanja Thevenin ekvivalenata mijenja ovisni izvor napona i izvor pogonskog napona kao na slici 32 (d). Zapamtite to
Izlazni napon daje se pomoću
Možemo naći i primjenom KVL-a na krug slike 32 (d)
gdje
i implicirajući .
Rješavanje struje, i, dobivamo
Dobitak napona dobiva se omjerom izlaznog i ulaznog napona.
Kao provjeru ovog rezultata, možemo reducirati model na idealni op-amp. Koristimo dobitak nulte frekvencije, Go, umjesto G u jednadžbi (64) i također slijedeće jednakosti.
Kada pustimo , Jednadžba (64) postaje
koji se slaže s rezultatom za idealizirani model.
Primjer
Nađite dobitak sljedbenika pojačanja jedinstva prikazanog na slici 33.
Slika 33 - sljedbenik jedinstva dobitkaRješenje: U ovom krugu, , R 'A = 2Rcmi RF << R 'A, To pretpostavljamo Go je velik, i postavljamo R1 = RF. Jednadžba (64) se zatim svodi na
(67)
so vvan = vin kako je i očekivano.
7.3 višestruka ulazna pojačala
Prethodne rezultate proširili smo na slučaj neinvertirajućeg pojačala s višestrukim naponskim ulazima. Slika 34 prikazuje višestruko ulazno neinvertirajuće pojačalo.
Ako ulazi v1, v2, v3, ..., vn primjenjuju se preko ulaznih otpora R1, R2, R3, ..., Rn, dobivamo poseban slučaj općeg rezultata izvedenog u poglavlju "Idealna operativna pojačala", kako slijedi:
Mi biramo
postići ravnotežu predrasuda. Izlazni otpor nalazi se iz jednadžbe (52).
Kao specifičan primjer, odredimo izlazni napon dvo-ulaznog ljeta na slici 35.
Izlazni napon se nalazi iz jednadžbe (68), kako slijedi:
Mi biramo postići ravnotežu predrasuda. Ako pretpostavimo RF = R1 = R2 = RA, tada se jednadžba (70) smanjuje na vvan = v1 + v2, što je unos-dobitak dva ulaza ljeta.