8. Inversione dell'amplificatore
CORRENTE - 8. Amplificatore invertente
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La figura 36 (a) illustra un amplificatore invertente. La figura 36 (b) mostra il circuito equivalente usando il modello op-amp sviluppato in precedenza in questo capitolo.
Figura 36 - Amplificatore invertente
Ingresso 8.1 e resistenza di uscita
La figura 36 (b) è ridotta alla Figura 37 (a) se lasciamo 
Figura 37 - Modello di amplificatore invertente semplificato
È ragionevole presumere che queste disuguaglianze si applichino perché, se non fossero vere, l'output caricherebbe l'input e il guadagno sarebbe ridotto.
Una relazione divisore di tensione può essere utilizzata per cedere
(71)
e un'equazione del ciclo produce
(72)
La resistenza di ingresso, Rin, è ottenuto dalla Figura 37 (b), dove abbiamo sostituito la fonte dipendente con una resistenza equivalente. Il valore di questo resistore è v-/io " che si trova dall'equazione (72). Per grandi G (Cioè, 
), la resistenza più a destra nella Figura 37 (b) è approssimativamente zero, e 
.
La resistenza di uscita dell'amplificatore invertente è uguale a quella dell'amplificatore non invertente. Così,
(73)
8.2 Voltage Gain
Utilizziamo i circuiti equivalenti di Figura 36 (b) e Figura 37 (a) per determinare il guadagno di tensione. Il guadagno dell'input invertente, A- = vsu/vin, è ottenuto dal circuito di Figura 37 (a) facendo nuovamente le stesse ipotesi che abbiamo fatto nel trovare la resistenza di uscita.
Queste ipotesi riducono il circuito a quello mostrato nella Figura 38 (a), dove abbiamo cambiato la sorgente di tensione in serie con una resistenza a una sorgente di corrente in parallelo con una resistenza. I resistori possono quindi essere combinati per fornire il circuito di Figura 38 (b). Infine, la sorgente di corrente viene riconvertita alla sorgente di tensione per produrre il circuito semplificato di Figura 38 (c).
L'equazione del ciclo per questo circuito è data da
(74)
Dal vsu = Govd, il guadagno di tensione invertente è
(75)
Figura 38 (parti a, b, c) - Inversione del guadagno di input
Possiamo verificare questo risultato rispetto al guadagno dell'op-amp ideale facendo le approssimazioni: RA << 2Rcm ed G >> 1. Quindi
(76)
Questo è uguale al risultato trovato in precedenza per il modello semplificato.
8.3 Amplificatori a ingresso multiplo
(39)
Se le tensioni va, vb, ..., vm sono applicati alla giunzione sommatrice (inversione dell'ingresso all'amplificatore operazionale) tramite resistori Ra, Rb, ..., Rm, rispettivamente, come mostrato nella Figura 39, la tensione di uscita è
(77)
Per raggiungere il bilanciamento dei pregiudizi, scegliamo
(78)
Cerchiamo di definire
(79)
La resistenza di uscita è quindi
(80)
Supponiamo ora che vengano utilizzati solo due input. La tensione di uscita è quindi
(81)
La resistenza di ingresso a va è approssimativamente uguale a Rae la resistenza di ingresso a vb è di circa Rb. Possiamo rendere questo circuito un guadagno di unità a due ingressi con una tensione di uscita di
(82)
IMPOSTANDO RF = Ra = Rb. La resistenza dal terminale di ingresso non invertente a terra viene scelta per ottenere il bilanciamento della polarizzazione. Così, R1 = RF/ 3, e abbiamo
(83)
Tramite l'impostazione si ottiene un'estate a due ingressi di uguale guadagno (cioè non unità) 
ed 
. In questo caso, la tensione di uscita è
(84)
La resistenza di ingresso è approssimativamente R. Da RA = R/ 2,
(85)
If m gli input sono sommati attraverso resistori uguali (per esempio R), la tensione di uscita è
(86)
Per questa estate invertente a ingressi uguali con guadagno uguale, la resistenza di ingresso per ciascun ingresso è approssimativamente R. Da RA = R/m,
(87)
ed
(88)
La resistenza di uscita è
(89)
Esempio
Progetta e analizza un amplificatore invertente a tre ingressi usando un amplificatore operazionale 741 dove
e la resistenza di ingresso è Rverbale = 8 kΩ.
Soluzione: Usiamo il metodo di progettazione del capitolo "Amplificatori operazionali ideali" per trovare X = 0, Y = 9, Z = -10.
Poi
Il moltiplicatore di guadagno dell'amplificatore è 1 +RF/RA = 10. Troviamo la resistenza di ingresso come segue:
La resistenza di uscita è di circa 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Per raggiungere il bilanciamento dei pregiudizi, abbiamo impostato
