7. Nem invertáló erősítő
JELENLEG - 7. Nem invertáló erősítő
ELŐZŐ - 6. Op-amp áramkörök számítógépes szimulációja
Nem invertáló erősítő
29. ábra - A nem invertáló erősítő
Az 29 (a) ábra a nem invertáló erősítő, és az 29 (b) ábra az egyenértékű áramkört mutatja.
A bemeneti feszültséget átvezetjük R1 a nem invertáló terminálba.
7.1 bemeneti és kimeneti ellenállások
Az bemeneti ellenállás ennek az erősítőnek a meghatározása a bemeneti áramkör Thevenin-egyenértékének meghatározásával történik. A terhelési ellenállás általában olyan, hogy Rkiszámításának >> Ro. Ha ez nem igaz, akkor a tényleges nyereség csökken, és a tényleges érték Ro lenne a párhuzamos kombinációja Ro ahol Rkiszámításának. Ismét határozzuk meg és R 'F = RF + Ro. Elhanyagolunk R1, mivel annyira kevesebb, mint Rin. Most már Rkiszámításának >> RoAz 29 (a) ábrát az 30 (a) ábra egyszerűsített formájára csökkenthetjük.
30. ábra - Csökkentett áramkörök a bemeneti ellenálláshoz
Az elliptikus görbe által körülvett áramkör Thevenin-ekvivalensét az 30 (b) ábra mutatja. Az 30 (c) ábrán az 2 jobb oldali ellenállásaRcm által adva v/én'. Ennek kiértékeléséhez egy hurokegyenletet írunk a beszerzéshez
(53)
Ezért
(54)
A bemeneti ellenállás a mennyiség párhuzamos kombinációja az 2-elRcm.
(55)
Emlékezzünk arra, hogy R 'F = RF + Roés Rkiszámításának >> Ro. Ha csak a legjelentősebb feltételeket megtartjuk, és ezt megjegyezzük Rcm nagy, egyenlet (55) csökken
(56)
ahol ismét a nullfrekvenciás feszültség-erősítést használjuk, Go.
Az (56) egyenlet használható az 741 op-amp bemeneti ellenállásának megtalálására. Ha a 1 táblázatban megadott paraméterértékeket helyettesítjük, az (56) egyenlet lesz
Újra használjuk a feltételezéseket Rcm nagy, azaz R 'F » RF és a R 'A » RA. Ezután az 741 op-amp kimeneti ellenállását adja meg
(57)
PÉLDA
Számítsuk ki az 31 (a) ábrán látható egység-erősítő követõ bemeneti ellenállását.
31. ábra - Egység-nyereség követő
Megoldás: Az egyenáramkör az 31 (b) ábrán látható. Mivel feltételezzük, hogy a nulla frekvenciájú Go, és a közös módú ellenállás, Rcm, magasak, elhanyagolhatjuk a kifejezést 
összehasonlítva (1 +Go)Ri. Az (57) egyenlet már nem használható RA = 0. A bemeneti ellenállást ezután adja meg
Ez jellemzően 400 MΩ vagy annál nagyobb, így elhanyagolható R1 (azaz állítsa be R1 = 0).
7.2 feszültségnövekedés
Meg akarjuk határozni a feszültségnövekedést, A+ az 32 (a) ábra nem invertáló erősítőjéhez.
32 ábra - Nem invertáló erősítő
Ezt a nyereséget a
(58)
Az egyenáramkör az 32 (b) ábrán látható. Ha feltételezzük RF>>Ro, Rkiszámításának>>Ro és az áramkör az 32 (c) ábrán látható értékre csökkenthető. Ha tovább határozzuk meg, akkor az 32 (d) ábra eredményei.
A feltételezett feltételek kívánatosak a tényleges nyereség csökkentésének megakadályozása érdekében. A Thevenin-ekvivalensek vétele a 32 (d) ábrán látható módon módosítja a függő feszültségforrást és a feszültségforrást. Vegye figyelembe, hogy
(59)
A kimeneti feszültséget a
(60)
Megtaláljuk i úgy, hogy KVL-t alkalmazunk a 32 (d) ábrán látható áramkörre
(61)
(62)
ahol
és a 
utalva 
.
Az aktuális megoldás megoldása i, azt kapjuk
(63)
A feszültségerősítést a kimenet és a bemeneti feszültség aránya adja meg.
(64)
Ennek az eredménynek az ellenőrzése során a modellt az ideális op-amp; A nulla frekvencia erősítést használjuk, Go, helyett G az (64) egyenletben és az alábbi egyenletekben.
(65)
Amikor elengedjük 
Az (64) egyenlet lesz
(66)
amely egyetért az idealizált modell eredményével.
Példa
Keresse meg az 33 ábrán látható egység-erősítés követőjének nyereségét.
33 ábra - Egység erősítés követMegoldás: Ebben az áramkörben 
, R 'A = 2Rcmés RF << R 'A. Ezt feltételezzük Go nagy, 
, és beállítottuk R1 = RF. A (64) egyenlet ekkor csökken
(67)
so vki = vin várt módon.
7.3 többszörös bemeneti erősítők
Az előző eredményeket a többfeszültségű bemenettel rendelkező nem invertáló erősítőre is kiterjeszti. Az 34 ábrán több bemeneti nem invertáló erősítő látható.
34 ábra - Több bemeneti nem invertáló erősítő
Ha bemenetek v1, v2, v3, ..., vn a bemeneti ellenálláson keresztül alkalmazzák R1, R2, R3, ..., Rn, az „Ideális működési erősítők” fejezetben levezetett általános eredmény egy speciális esetét kapjuk meg az alábbiak szerint:
(68)
Mi választunk
(69)
az elfogultsági egyensúly eléréséhez. A kimeneti ellenállás az (52) egyenletből származik.
Konkrét példa, határozzuk meg a 35 ábrán látható két bemeneti nyár kimeneti feszültségét.
(35)
A kimeneti feszültség az (68) egyenletből származik, az alábbiak szerint:
(70)
Mi választunk 
az elfogultsági egyensúly eléréséhez. Ha feltételezzük RF = R1 = R2 = RA, majd az (70) egyenlet értéke vki = v1 + v2, amely az egység-nyereség két bemenetű nyár.