2. Den inverterende forsterkeren

STRØM - 2. Den inverterende forsterkeren
TIDLIGERE - 1. Ideelle op-ampere
NESTE-3. Den ikke-inverterende forsterkeren

Den inverterende forsterkeren

Den inverterende forsterkeren

Figur 3- Den inverterende op-amp

Figur 3 (a) illustrerer en inverterende forsterker med tilbakemeldingen, og Figur 3 (b) viser ekvivalent krets for denne ideelle inverterende op-amp kretsen. Vi har brukt egenskapene til den ideelle op-amp for å modellere op-amp-inngangen som en åpen krets. Den kontrollerte kilden er Gvd, men under de givne antagelsene, trenger vi ikke å bruke denne informasjonen eksplisitt. Vi ønsker å løse for utgangsspenningen, vut, når det gjelder inngangsspenningen, va. Vi skriver ligninger for v+ og v- og sett deretter disse uttrykkene lik hverandre. Siden nåværende gjennom R er null,

(12)

Også Kirchhoffs nodeligning på v- utbytter

(13)

Siden v+ = v- og v+ = 0, da v- er også null. Derfor har vi en ligning i to ukjente, va og vut, slik at vi kan løse for den lukkede krets gevinst som,

(14)

Legg merke til at lukket-loop-gevinsten, vut /va, er negativ (invertert) og er bare avhengig av forholdet mellom to motstander, RF /Ra. Det er uavhengig av den svært høye åpen-loop gevinst, G. Dette ønskelige resultatet skyldes bruk av tilbakemelding av en del av utgangsspenningen for å trekke fra inngangsspenningen. Tilbakemeldingen fra utdata til inngang gjennom RF tjener til å drive differensialspenningen, vd = v+ - v-, nær null. Siden den ikke-inverterende inngangsspenningen, v+, er null, tilbakemeldingen har effekten av kjøring v- til null. Derfor, ved inngangen til op-amp,

(15)

Uansett hvor kompleks den ideelle OP-amp kretsen, ved å følge denne enkle prosedyren kan ingeniøren raskt analysere (og snart designe) op-amp systemer.

Vi kan nå utvide dette resultatet til tilfelle av flere innganger.

 

Op-amp krets, Ideal Operational Amplifier

Figur 4-Op-amp krets

Forsterkeren vist i figur (4) produserer en utgang som er en negativ vektet summering av flere inngangsspenninger.

Siden nåværende gjennom R er null, v+ = 0. Node-ligningen ved den inverterende inngangsterminalen er gitt ved ligning (16):

(16)

Siden v+ = v-, deretter v+ = 0 = v- og vi finner vut i form av inngangene som følger:

(17)

Utvidelsen til n innganger er rettferdig.

BRUKSOMRÅDER

Analyser følgende kretsløp med TINACloud kretssimulatoren for å bestemme Vut i forhold til inngangsspenningene ved å klikke på linkene under.

1-Single Inverting Amplifier Circuit Simulation

2- Spenningsdelerforsterker Circuit Simulation