2. L'amplificatore invertente
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L'amplificatore invertente
Figura 3- L'amplificatore operazionale invertente
La Figura 3 (a) illustra un amplificatore invertente con il feedback e la Figura 3 (b) mostra il circuito equivalente per questo circuito operazionale invertente ideale. Abbiamo utilizzato le proprietà dell'amplificatore operazionale ideale per modellare l'ingresso dell'amplificatore operazionale come un circuito aperto. La fonte controllata è Gvd, ma in base alle ipotesi formulate, non dovremo utilizzare queste informazioni in modo esplicito. Vogliamo risolvere per la tensione di uscita, vsu, in termini di tensione di ingresso, va. Scriviamo equazioni per v+ ed v- e quindi impostare queste espressioni uguali tra loro. Dal momento che il passaggio corrente R è zero,
(12)
Anche l'equazione del nodo di Kirchhoff in v- i rendimenti,
(13)
Dal v+ = v- ed v+ = 0, quindi v- è anche zero. Pertanto, abbiamo un'equazione in due incognite, va ed vsu, quindi possiamo risolvere il guadagno a circuito chiuso come,
(14)
Si noti che il guadagno a circuito chiuso, vsu /va, è negativo (invertito) e dipende solo dal rapporto di due resistori, RF /Ra. È indipendente dall'elevato guadagno ad anello aperto, G. Questo risultato desiderabile è causato dall'uso della retroazione di una parte della tensione di uscita da sottrarre dalla tensione di ingresso. Il feedback dall'output all'input attraverso RF serve per pilotare la tensione differenziale, vd = v+ - v-, vicino a zero. Poiché la tensione di ingresso non invertente, v+, è zero, il feedback ha l'effetto di guidare v- a zero. Quindi, all'ingresso dell'amplificatore operazionale,
(15)
Non importa quanto sia complesso il circuito dell'op-amp ideale, seguendo questa semplice procedura l'ingegnere può rapidamente analizzare (e presto progettare) i sistemi op-amp.
Ora possiamo espandere questo risultato al caso di più input.
Figura 4- Circuito amplificatore operazionale
L'amplificatore mostrato in figura (4) produce un'uscita che è una somma pesata negativa di diverse tensioni di ingresso.
Dal momento che il passaggio corrente R è zero, v+ = 0. L'equazione del nodo sul terminale di ingresso invertente è data da Equation (16):
(16)
Dal v+ = v-, poi v+ = 0 = v- e troviamo vsu in termini di input come segue:
(17)
L'estensione a n gli input sono semplici.
APPLICAZIONI
Analizza i seguenti circuiti usando con il simulatore di circuito TINACloud per determinare Vsu in termini di tensioni di ingresso facendo clic sui collegamenti sottostanti.