8. Mengalihkan Amplifier


Rajah 36 (a) menggambarkan penguat terbalik. Rajah 36 (b) menunjukkan litar bersamaan dengan menggunakan model op-amp yang dibangunkan sebelum ini dalam bab ini.

Mengalihkan penguat

Rajah 36 - Penguat terbalik

8.1 Input dan Output Rintangan

Rajah 36 (b) dikurangkan kepada Rajah 37 (a) jika kita membiarkan, 

Model penguat yang mudah diubah

Rajah 37 - Model penguat pembalikan ringkas

Adalah munasabah untuk mengandaikan bahawa ketidaksamaan ini berlaku kerana, jika tidak benar, output akan memuat input dan keuntungan akan dikurangkan.

Hubungan voltan-pembahagi boleh digunakan untuk menghasilkan

(71)

dan persamaan gelung persamaan

(72)

Rintangan masukan, Rin, diperoleh daripada Rajah 37 (b), di mana kita telah menggantikan sumber yang bergantung kepada rintangan setaraf. Nilai perintang ini ialah v-/saya ” yang dijumpai dari Persamaan (72). Untuk yang besar G (iaitu, ), rintangan paling kanan dalam Rajah 37 (b) adalah lebih kurang sifar, dan .

Rintangan output penguat terbalik adalah sama dengan penguat yang tidak terbalik. Oleh itu,

(73)

 

8.2 Voltage Gain

Kami menggunakan litar bersamaan Rajah 36 (b) dan Rajah 37 (a) untuk menentukan keuntungan voltan. Keuntungan input terbalik, A- = vkeluar/vin, diperolehi daripada litar Rajah 37 (a) dengan sekali lagi membuat andaian yang sama yang kami buat dalam mencari rintangan output.

Anggapan ini mengurangkan litar yang ditunjukkan dalam Rajah 38 (a), di mana kita telah menukar sumber voltan secara siri dengan rintangan kepada sumber semasa selari dengan rintangan. Resistor kemudian boleh digabungkan untuk menghasilkan litar Rajah 38 (b). Akhir sekali, sumber semasa ditukarkan kembali kepada sumber voltan untuk menghasilkan litar mudah Rajah 38 (c).

Persamaan gelung bagi litar ini diberikan oleh

(74)

 

Sejak vkeluar = Govd, keuntungan voltan terbalik ialah

(75)

Rajah 38 (bahagian a, b, c) - Menambah keuntungan input

Kami boleh mengesahkan keputusan ini berbanding dengan keuntungan op-amp yang ideal dengan membuat anggaran: RA << 2Rcm and G >> 1. Kemudian

(76)

Ini adalah sama seperti hasil yang dijumpai sebelum ini untuk model mudah.

8.3 Multiple-Input Amplifier

(39)

Jika voltan va, vb,…, vm digunakan pada persimpangan penjumlahan (pembalik input kepada op-amp) melalui perintang Ra, Rb,…, Rm, masing-masing, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 39, voltan keluaran adalah

(77)

Untuk mencapai keseimbangan bias, kami memilih

(78)

Marilah kita tentukan

(79)

Rintangan output kemudiannya

(80)

Katakan sekarang hanya dua input yang digunakan. Voltan output kemudiannya

(81)

Rintangan masukan pada va adalah hampir sama dengan Ra, dan rintangan input di vb adalah kira-kira Rb. Kita boleh membuat litar ini musim panas dua input input perpaduan dengan voltan output

(82)

dengan menetapkan RF = Ra = Rb. Rintangan dari terminal input bukan penyongsang ke tanah dipilih untuk mencapai keseimbangan bias. Oleh itu, R1 = RF/ 3, dan kami ada

(83)

Keuntungan yang sama (iaitu, bukan perpaduan) musim panas dua input diperoleh dengan menetapkan   and . Dalam kes ini, voltan output ialah

(84)

Rintangan input adalah kira-kira R. Sejak RA = R/ 2,

(85)

If m input dijumlahkan melalui perintang yang sama (katakanlah R), voltan keluaran adalah

(86)

Untuk musim panas terbalik input yang sama-sama, rintangan input kepada setiap input adalah kira-kira R. Sejak RA = R/m,

(87)

and

(88)

Rintangan output ialah

(89)

Contoh

Reka dan analisis penguat terbalik tiga input menggunakan op-amp 741 di mana

dan rintangan masukan adalah Rminit = 8 kΩ.

penyelesaian: Kami menggunakan kaedah reka bentuk Bab "Penguat Operasi Ideal" untuk mencari X = 0, Y = 9, Z = -10.

Kemudian

Pengganda keuntungan penguat ialah 1 +RF/RA = 10. Kami mendapati rintangan masukan seperti berikut:

Rintangan keluaran adalah lebih kurang 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Untuk mencapai keseimbangan bias, kami menetapkan