8. Inverting pojačalo


Slika 36 (a) prikazuje okretno pojačalo. Slika 36 (b) prikazuje ekvivalentni sklop pomoću modela op-amp razvijenog ranije u ovom poglavlju.

Okretno pojačalo

Slika 36 - Invertirajuće pojačalo

Ulazni i izlazni otpor 8.1

Slika 36 (b) je reducirana na sliku 37 (a) ako dopustimo, 

Pojednostavljeni model okretanja pojačala

Slika 37 - Model pojednostavljenog okretanja pojačala

Razumno je pretpostaviti da se te nejednakosti primjenjuju jer bi, ako nisu točne, izlaz učitao ulaz i dobitak bi se smanjio.

Može se upotrijebiti odnos napona i razdjelnika

(71)

i jednadžba petlje

(72)

Ulazni otpor, Rin, dobiva se iz slike 37 (b), gdje smo zamijenili zavisni izvor s ekvivalentnim otporom. Vrijednost tog otpornika je v-/ja " koji se nalazi iz jednadžbe (72). Za velike G (Tj, , krajnji desni otpor na slici 37 (b) je približno nula, i .

Izlazni otpor invertirajućeg pojačala je isti kao kod neinvertirajućeg pojačala. Tako,

(73)

 

8.2 napon pojačanja

Za određivanje napona koristimo ekvivalentne sklopove slike 36 (b) i slike 37 (a). Inverting ulazni dobitak, A- = vvan/vin, dobiva se iz kruga slike 37 (a) ponovnim donošenjem istih pretpostavki koje smo napravili u pronalaženju izlaznog otpora.

Ove pretpostavke smanjuju krug na onaj prikazan na slici 38 (a), gdje smo izmijenili izvor napona u nizu s otporom prema izvoru struje paralelno s otporom. Tada se otpornici mogu kombinirati kako bi se dobio krug na slici 38 (b). Konačno, strujni izvor se pretvara natrag u izvor napona kako bi se dobio pojednostavljeni krug slike 38 (c).

Jednadžba petlje za ovaj krug dobiva se pomoću

(74)

 

Od vvan = GovdJe Inverting napon dobitak je

(75)

Slika 38 (dijelovi a, b, c) - Inverzija ulaznog pojačanja

Možemo potvrditi ovaj rezultat u odnosu na dobitak idealnog op-amp-a izradom aproksimacija: RA << 2Rcm i G >> 1. Zatim

(76)

To je isto kao rezultat koji je ranije pronađen za pojednostavljeni model.

8.3 višestruka ulazna pojačala

(39)

Ako su naponi va, vb, ..., vm se primjenjuju na zbrajanje spoja (inverting ulaz za op-amp) kroz otpornike Ra, Rb, ..., Rmodnosno, kao što je prikazano na slici 39, izlazni napon je

(77)

Da bismo postigli uravnoteženu ravnotežu, biramo

(78)

Odredimo

(79)

Izlazni otpor je tada

(80)

Pretpostavimo sada da se koriste samo dva ulaza. Izlazni napon je tada

(81)

Ulazni otpor na va je približno jednako Rai ulazni otpor na vb je oko Rb, Možemo ovaj sklop učiniti jediničnim dobitkom s dva ulaza ljeta s izlaznim naponom od

(82)

postavljanjem RF = Ra = Rb, Otpor između neinvertirajućeg ulaznog priključka na masu odabire se kako bi se postigla ravnoteža prednapona. Tako, R1 = RF/ 3, i imamo

(83)

Položaj s dva ulaza jednakog dobitka (tj. Ne jedinstva) dobiva se postavljanjem   i , U ovom slučaju, izlazni napon je

(84)

Ulazni otpor je otprilike R. Od RA = R/ 2,

(85)

If m ulazi se sabiraju jednakim otpornicima (recimo R), izlazni napon je

(86)

Za ovo ljeto s više ulaza s jednakim priborom, ulazni otpor na svakom ulazu je otprilike R. Od RA = R/m,

(87)

i

(88)

Izlazni otpor je

(89)

Primjer

Dizajnirajte i analizirajte pojačalo s tri ulaza pomoću 741 op-amp gdje

i ulazni otpor je Rminuta = 8 kΩ.

Rješenje: Za pronalaženje koristimo metodu dizajna iz poglavlja "Idealna operativna pojačala" X = 0, Y = 9, Z = -10.

Tada

Množitelj pojačanja pojačala je 1 +RF/RA = 10. Ulazni otpor nalazimo na sljedeći način:

Izlazni otpor je približno 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Da bismo postigli uravnoteženu ravnotežu, postavljamo