4. Op-amp áramkörök bemeneti ellenállása
CURRENT - 4. Op-amp áramkörök bemeneti ellenállása
ELŐZŐ - 3. A nem invertáló erősítő
Op-amp áramkörök bemeneti ellenállása
Az ideális op-amp bemenet ellenállása végtelen. A külső komponensekhez csatlakoztatott ideális op-erősítőből álló áramkör ellenállása azonban nem végtelen. Ez a külső áramkör formájától függ.
Először a megfordításával op-amp. A (3) ábra invertáló op-erősítőjének egyenértékű áramköre „Az invertáló op-amp” a 10. (a) ábrán látható.
10 ábra - Bemeneti ellenállás, inverz erősítő
A 10. (b) ábra ugyanazt az áramkört mutatja be az elemzés egyszerűsége érdekében. Vegye figyelembe, hogy az egyenértékű ellenállás kiszámításához egy „teszt” feszültségforrást csatlakoztattunk a bemenethez. Mivel az áramkör függő feszültségforrást tartalmaz, az ellenállások egyszerű kombinálásával nem találjuk a bemeneti ellenállást. Ehelyett a bemeneti ellenállást úgy találjuk meg, hogy a bemeneti jelforrást és a hozzá tartozó ellenállást egy meghatározott feszültségű tesztforrással helyettesítjük, vteszt, majd számítsuk ki a tesztforrás által az áramkörhöz szállított áramot, iteszt. Alternatív megoldásként egy aktuális tesztforrást is használhatunk, iteszt, és oldja meg az áramkörre szállított feszültséget vteszt. Bármelyik technika alkalmazásával kiszámíthatjuk az ellenállást Ohm törvényéből.
A hurokegyenletet az,
(26)
Ekkor az egyenértékű bemeneti ellenállás van
(27)
Hurokerősítésként G, közeledikhez közelít, az (27) egyenletben az első kifejezés megközelíti a nullát és a bemeneti ellenállás megközelítések Ra. Így a forrás által érzékelt bemeneti ellenállás megegyezik a külső ellenállás értékével, Ra. Ez ellenőrzi a virtuális földtulajdonságokat, mivel az eredmény azt jelzi, hogy az inverz bemenet egyenértékű a talajjal.
Most az inverz erősítőt két bemenettel tekintjük.
Ez látható az 11 ábrán.
11 ábra - Két bemeneti inverz erősítő
A (4.) ábra „Op-amp áramkör” áramkörének egy speciális esete.
Mivel az inverz bemeneten az op-amp feszültsége nulla (virtuális föld), a bemeneti ellenállás látható va is Ra, és amit látott vb is Rb. A „földelt” invertáló bemenet arra is szolgál, hogy elkülönítse a két bemenetet egymástól. Vagyis a variáció va nem befolyásolja a bemenetet vb, és fordítva.
A bemeneti ellenállás a nem invertáló erősítő az (5. ábra) „Nem invertáló erősítő” áramköri konfigurációjára hivatkozva határozható meg. Lásd a 12. ábra (a) egyenértékű áramkörét.
Nincs áram R1 mivel a v+ az op-amp bemenetnek végtelen ellenállása van. Ennek eredményeként Rin a nem invertáló terminál végtelen. Ha egy tervnek nagy bemeneti ellenállásra van szüksége, akkor gyakran egyetlen bemenetű, nem invertáló op-amp-ot használunk. Az ilyen konfiguráció a nem invertáló puffer ha az egység feszültségnövekedése van.
Ezért a helyzet akkor változik, amikor egy több bemeneti nem invertáló op-amp-hoz megyünk, amint azt az 12 (b) ábra mutatja. Az egyenáramkör az 12 (c) ábrán látható. Feltételezzük, hogy az egyes forrásokhoz kapcsolódó ellenállás (r1, r2 és a r3) nulla ohm. A többforrású áramkörök bemeneti ellenállásának kiszámításához a tesztforrást alkalmazva szuperpozíciót használunk. Ezért a vizsgálati forrást minden bemenetre külön-külön alkalmazzuk, miközben letiltjuk a többi bemenetet (rövidzárlat a feszültségforrásokra és az áramforrások nyílt áramkörére a Superposition elvének megfelelően). Ekkor a különböző bemeneti ellenállások
(28)
ALKALMAZÁSOK
Az alábbi kapcsolatokra kattintva elemezheti az online áramköröket a TINACloud áramkör szimulátor segítségével.
1- Invertáló erősítő áramkör szimuláció bemeneti ellenállása
2- Két bemeneti inverz erősítő áramkör szimuláció bemeneti ellenállása
Ez a koncepció könnyen kiterjeszthető n bemenet.
12 ábra - Nem invertáló erősítő bemeneti ellenállása