7. Amplifier Non-pembalik
SAAT INI - 7. Amplifier Non-pembalik
SEBELUMNYA- 6. Simulasi Komputer dari rangkaian Op-amp
Amplifier Non-pembalik
Gambar 29 - Penguat non-pembalik
Gambar 29 (a) menggambarkan penguat non-pembalik, dan Gambar 29 (b) menunjukkan sirkuit yang sama.
Tegangan input diterapkan melalui R1 ke terminal non-pembalik.
Input dan Output Output 7.1
Grafik resistensi input penguat ini ditemukan dengan menentukan setara Thevenin dari rangkaian input. Hambatan beban biasanya seperti itu Rmemuat >> Ro. Jika ini tidak benar, keuntungan efektif akan berkurang dan nilai efektif Ro akan menjadi kombinasi paralel dari Ro dengan Rmemuat. Mari kita definisikan lagi dan R 'F = RF + Ro. Kami akan mengabaikan R1, Karena itu jauh lebih sedikit daripada Rin. Sekarang sejak Rmemuat >> Ro, kita dapat mengurangi Gambar 29 (a) menjadi bentuk yang disederhanakan dari Gambar 30 (a).
Gambar 30 - Sirkuit yang dikurangi untuk resistansi input
Kami menemukan padanan Thevenin dari rangkaian yang dikelilingi oleh kurva elips, menghasilkan Gambar 30 (b). Pada Gambar 30 (c), hambatan di sebelah kanan 2Rcm diberikan oleh v/saya'. Untuk mengevaluasi ini, kami menulis persamaan loop untuk mendapatkan
(53)
Oleh karena itu,
(54)
Resistansi input adalah kombinasi paralel dari kuantitas ini dengan 2Rcm.
(55)
Ingat itu, R 'F = RF + Ro, dan Rmemuat >> Ro. Jika kita hanya mempertahankan istilah yang paling signifikan dan perhatikan itu Rcm besar, Persamaan (55) berkurang menjadi
(56)
di mana kita lagi menggunakan gain tegangan frekuensi-nol, Go.
Persamaan (56) dapat digunakan untuk menemukan resistansi input dari op-amp 741. Jika kita mengganti nilai parameter seperti yang diberikan dalam Tabel 1, Persamaan (56) menjadi
Kami kembali menggunakan asumsi itu Rcm besar, itu R 'F » RF dan R 'A » RA. Kemudian resistansi keluaran op-amp 741 diberikan oleh
(57)
CONTOH
Hitung resistansi input untuk pengikut gain-gain yang ditunjukkan pada Gambar 31 (a).
Gambar 31 - Pengikut Unity-gain
Larutan: Rangkaian ekivalen ditunjukkan pada Gambar 31 (b). Karena kita mengasumsikan gain frekuensi nol, Go, dan resistensi mode umum, Rcm, tinggi, kita bisa mengabaikan istilah itu 
dibandingkan dengan (1 +Go)Ri. Persamaan (57) tidak dapat digunakan sejak itu RA = 0. Resistansi input kemudian diberikan oleh
Ini biasanya sama dengan 400 MΩ atau lebih, sehingga kita dapat mengabaikan R1 (yaitu, atur R1 = 0).
Penguatan Tegangan 7.2
Kami ingin menentukan kenaikan tegangan, A+ untuk penguat non-pembalik dari Gambar 32 (a).
Gambar 32 - Amplifier non-pembalik
Keuntungan ini ditentukan oleh
(58)
Rangkaian ekivalen ditunjukkan pada Gambar 32 (b). Jika kita berasumsi RF>>Ro, Rmemuat>>Ro dan, sirkuit dapat direduksi menjadi yang ditunjukkan pada Gambar 32 (c). Jika kita mendefinisikan lebih lanjut, maka Gambar 32 (d) hasilnya.
Kondisi yang diasumsikan diinginkan untuk mencegah pengurangan keuntungan efektif. Operasi mengambil setara Thevenin memodifikasi sumber tegangan dependen dan sumber tegangan mengemudi seperti pada Gambar 32 (d). Catat itu
(59)
Tegangan output diberikan oleh
(60)
Kita bisa temukan i dengan menerapkan KVL ke sirkuit Gambar 32 (d) untuk mendapatkan
(61)
(62)
dimana
dan 
menyiratkan 
.
Memecahkan untuk saat ini, i, kami memperoleh
(63)
Gain tegangan diberikan oleh rasio output ke tegangan input.
(64)
Sebagai pengecekan hasil ini, kita dapat mengurangi model menjadi op-amp ideal. Kami menggunakan gain frekuensi nol, Go, di tempat G dalam Persamaan (64) dan juga persamaan berikut.
(65)
Ketika kita membiarkannya 
, Persamaan (64) menjadi
(66)
yang setuju dengan hasil untuk model ideal.
Contoh
Temukan gain dari pengikut gain-gain yang ditunjukkan pada Gambar 33.
Gambar 33 - Pengikut gain kesatuanLarutan: Di sirkuit ini, 
, R 'A = 2Rcm, dan RF << R 'A. Kami berasumsi itu Go besar, 
, dan kami mengatur R1 = RF. Persamaan (64) kemudian dikurangi menjadi
(67)
so vdi luar = vin seperti yang diharapkan.
7.3 Multiple-Input Amplifier
Kami memperluas hasil sebelumnya untuk kasus amplifier non-pembalik dengan input tegangan ganda. Gambar 34 menunjukkan penguat non-pembalik multi-input.
Gambar 34 - Multi-input amplifier non-pembalik
Jika input v1, v2, v3, ..., vn diterapkan melalui resistansi input R1, R2, R3, ..., Rn, kami memperoleh kasus khusus dari hasil umum yang diturunkan dalam Bab "Penguat Operasional Ideal", sebagai berikut:
(68)
Kami memilih
(69)
untuk mencapai keseimbangan bias. Resistansi keluaran ditemukan dari Persamaan (52).
Sebagai contoh spesifik, mari kita tentukan tegangan output dari musim panas dua input pada Gambar 35.
(35)
Tegangan output ditemukan dari Persamaan (68), sebagai berikut:
(70)
Kami memilih 
untuk mencapai keseimbangan bias. Jika kita berasumsi RF = R1 = R2 = RA, lalu Persamaan (70) dikurangi menjadi vdi luar = v1 + v2, yang merupakan musim panas dua input yang mendapatkan kesatuan.