8 反転アンプ


図36(a)は反転増幅器を示しています。 図36(b)は、この章の前半で開発したオペアンプモデルを使用した等価回路を示しています。

反転アンプ

図36–反転増幅器

8.1入力および出力抵抗

とすれば、Figure 36(b)はFigure 37(a)になります。 

簡易反転増幅器モデル

図37 - 簡易反転増幅器モデル

これらの不等式が当てはまると仮定するのは合理的です。なぜなら、そうでない場合、出力が入力をロードして利得が減少するからです。

分圧関係を使うと、次のようになります。

(71)

そして、ループ方程式は

(72)

入力抵抗 Rinこれは、図37(b)から得られます。ここでは、従属ソースを等価抵抗に置き換えました。 この抵抗の値は v/私は これは式(XNUMX)から求められる。 大の場合 G (すなわち、 )、図37(b)の一番右の抵抗はほぼゼロです。 .

反転増幅器の出力抵抗は、非反転増幅器の出力抵抗と同じである。 したがって、

(73)

 

8.2電圧ゲイン

図36(b)と図37(a)の等価回路を使って電圧利得を決定します。 反転入力ゲイン A= vでる/vinは、出力抵抗を求める際に我々が行ったのと同じ仮定をすることによって、図XNUMX(a)の回路から得られる。

これらの仮定は、回路を図38(a)に示すものに縮小します。ここでは、抵抗と直列の電圧源を抵抗と並列の電流源に変更しました。 その後、抵抗を組み合わせて図38(b)の回路を得ることができます。 最後に、電流源が電圧源に変換されて、図38(c)の単純化された回路が得られます。

この回路のループ式は、

(74)

 

Since vでる = Govd反転電圧ゲインは

(75)

図38(パートa、b、c) - 反転入力ゲイン

以下の近似式を作成することにより、理想的なオペアンプのゲインに対してこの結果を検証できます。 RA << 2Rcm および G >> 1。次に

(76)

これは、単純化されたモデルについて以前に見つかった結果と同じです。

8.3マルチ入力アンプ

(39)

電圧が va, vb、…、 vm 抵抗を介して加算接点(オペアンプへの反転入力)に印加さ​​れます。 Ra, Rb、... Rmそれぞれ、図39に示すように、出力電圧は

(77)

バイアスバランスを達成するために、私達は選びます

(78)

定義しよう

(79)

出力抵抗は

(80)

今2つの入力のみが使用されると仮定する。 出力電圧は

(81)

での入力抵抗 va にほぼ等しい Raでの入力抵抗 vb 約です Rb。 この回路を、出力電圧が1のユニティゲイン2入力加算器にすることができます。

(82)

設定することにより RF = Ra = Rb。 非反転入力端子からグランドまでの抵抗は、バイアスバランスがとれるように選択されています。 したがって、 R1 = RF/ 3

(83)

次のように設定すると、等利得(つまり、1ではない)2入力加算器が得られます。   および 。 この場合、出力電圧は

(84)

入力抵抗はおよそ R。 から RA = R/ 2、

(85)

If m 入力は等しい抵抗を通して合計されます(例えば R)、出力電圧は

(86)

この等利得多入力反転加算器の場合、各入力への入力抵抗は約 R。 から RA = R/m,

(87)

および

(88)

出力抵抗は

(89)

741オペアンプを使用して3入力反転アンプを設計および解析します。

そして入力抵抗は R = 8kΩ。

解決法: 「理想的なオペアンプ」の章の設計方法を使用して、 X = 0、 Y = 9、 Z = -10

その後

アンプのゲインマルチプライヤは1 +です。RF/RA = 10 入力抵抗は次のようになります。

出力抵抗は約75(10)/ 10です。5 = 7.5mΩ。 バイアスバランスを達成するために、設定します