7. Neinvertirajuće pojačalo

Neinvertirajuće pojačalo
Neinvertirajuće pojačalo, operacijska pojačala

Slika 29 - 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).

operacijska pojačala, op-amp, praktično op-amp

Slika 30 - Smanjeni krugovi za ulazni otpor

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

(53)

Prema tome,

(54)

Ulazni otpor je paralelna kombinacija ove količine s 2Rcm.

(55)

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

(56)

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

(57)

PRIMJER

Izračunajte ulazni otpor za sljedbenika pojačanja jedinstva prikazan na slici 31 (a).

Sljedbenik dobitka jedinstva

Slika 31 - Sljedbenik stjecanja jedinstva

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).

Neinvertirajuće pojačalo

Slika 32 - Neinvertirajuće pojačalo

Ovaj dobitak je definiran s

(58)

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

(59)

Izlazni napon daje se pomoću

(60)

Možemo naći i primjenom KVL-a na krug slike 32 (d)

(61)

(62)

gdje

 implicirajući  .

Rješavanje struje, i, dobivamo

(63)

Dobitak napona dobiva se omjerom izlaznog i ulaznog napona.

(64)

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.

(65)

Kada pustimo , Jednadžba (64) postaje

(66)

koji se slaže s rezultatom za idealizirani model.

Primjer

Nađite dobitak sljedbenika pojačanja jedinstva prikazanog na slici 33.

Jedinstvena dobit, praktična op-pojačala, operativna pojačala

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.

Višestruko ulazno neinvertirajuće pojačalo

Slika 34 - 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:

(68)

Mi biramo

(69)

postići ravnotežu predrasuda. Izlazni otpor nalazi se iz jednadžbe (52).

Kao specifičan primjer, odredimo izlazni napon dvo-ulaznog ljeta na slici 35.

(35)

Izlazni napon se nalazi iz jednadžbe (68), kako slijedi:

(70)

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.