2. De inverterende versterker
CURRENT - 2. De inverterende versterker
VORIGE- 1. Ideale op-amps
De inverterende versterker
Figuur 3- De inverterende op-amp
Figuur 3 (a) illustreert een inverterende versterker met de feedback, en figuur 3 (b) toont het equivalente circuit voor dit ideale inverterende op-amp-circuit. We hebben de eigenschappen van de ideale op-amp gebruikt om de op-amp-ingang als een open circuit te modelleren. De gecontroleerde bron is Gvd, maar onder de gegeven aannames hoeven we deze informatie niet expliciet te gebruiken. We willen oplossen voor de uitgangsspanning, vuit, in termen van de ingangsspanning, va. We schrijven vergelijkingen voor v+ en v- en stel deze uitdrukkingen dan gelijk aan elkaar. Sinds de stroom door R is nul,
(12)
Ook de knooppuntvergelijking van Kirchhoff op v- opbrengsten
(13)
Sinds v+ = v- en v+ = 0, dan v- is ook nul. Daarom hebben we één vergelijking in twee onbekenden, va en vuit, dus we kunnen oplossen voor de closed-loop gain als,
(14)
Merk op dat de closed-loop gain, vuit /va, is negatief (omgekeerd) en is alleen afhankelijk van de verhouding van twee weerstanden, RF /Ra. Het is onafhankelijk van de zeer hoge open-lusversterking, G. Dit gewenste resultaat wordt veroorzaakt door het gebruik van feedback van een deel van de uitgangsspanning om af te trekken van de ingangsspanning. De feedback van output naar input through RF dient om de differentiële spanning aan te drijven, vd = v+ - v-, dicht bij nul. Aangezien de niet-inverterende ingangsspanning, v+, is nul, de feedback heeft het effect van rijden v- naar nul. Vandaar, aan de ingang van de op-amp,
(15)
Hoe complex de ideale opamp-schakeling ook is, door deze eenvoudige procedure te volgen, kan de technicus snel op-amp-systemen analyseren (en snel ontwerpen).
We kunnen dit resultaat nu uitbreiden naar het geval van meerdere ingangen.
Figuur 4- Opamp-schakeling
De versterker die wordt weergegeven in Afbeelding (4) produceert een uitvoer die een negatief gewogen optelling is van verschillende ingangsspanningen.
Sinds de stroom door R is nul, v+ = 0. De knoopvergelijking op de inverterende ingangsklem wordt gegeven door vergelijking (16):
(16)
Sinds v+ = v-dan v+ = 0 = v- en we vinden vuit in termen van de ingangen als volgt:
(17)
De extensie naar n ingangen is eenvoudig.
ALLERLEI
Analyseer de volgende circuits met behulp van de TINACloud-circuitsimulator om V te bepalenuit in termen van de ingangsspanningen door op de onderstaande links te klikken.