4. Inputmotstand på Op-amp kretser

Inputmotstand på Op-amp kretser

Indgangsmotstanden til den ideelle op-ampen er uendelig. Imidlertid er inngangsmotstanden til en krets bestående av en ideell op-amp koblet til eksterne komponenter ikke uendelig. Det avhenger av formen på den eksterne kretsen.

Vi vurderer først invertere op-amp. Den ekvivalente kretsen for den inverterende op-amp på figur (3) "Den inverterende op-amp" er vist i figur 10 (a).

Ideell betjeningsforsterker, Inngang motstand av Op-amp kretser

Figur 10- Inngang motstand, inverterende forsterker

Figur 10 (b) viser den samme kretsen omorganisert for enkelhets skyld i analysen. Merk at vi har koblet en "test" spenningskilde til inngangen for å beregne ekvivalent motstand. Siden kretsen inneholder en avhengig spenningskilde, kan vi ikke finne inngangsmotstanden ved å bare kombinere motstander. I stedet finner vi inngangsmotstanden ved å erstatte inngangssignalkilden og dens tilhørende motstand med en testkilde med spesifisert spenning, vtest, og deretter beregne strømmen levert av testkilden til kretsen, itest. Alternativt kan vi bruke en nåværende testkilde, itest, og løse for spenningen levert til kretsen, vtest. Ved å bruke begge teknikkene kan vi beregne motstanden fra Ohms lov.

Sløyfe ligningen er gitt av,

(26)

Den tilsvarende inntaksmotstanden er da

(27)

Som løkken vinne, G, nærmer seg uendelig, nærmer den første termen i ligning (27) null og inngangsmotstanden tilnærminger Ra. Dermed er inngangsbestandigheten sett av kilden lik verdien av den eksterne motstanden, Ra. Dette verifiserer den virtuelle bakken eiendom siden resultatet indikerer at inverteringsinngangen er ekvivalent med en bakke.

Vi vurderer nå omvendt forsterker med to innganger.

Dette er vist i Figur (11).

Ideell operasjonsforsterker

Figur 11-Inverteringsforsterker med to innganger

Det er et spesielt tilfelle av kretsen i figur (4) "Op-amp-krets" vist tidligere.

Siden spenningen ved inverteringsinngangen til op-amp er null (virtuell bakke), vil inngangsmotstanden sees av va is Ra, og det sett av vb is Rb. Den "jordede" inverterende inngangen tjener også til å isolere de to inngangene fra hverandre. Det vil si en variasjon i va påvirker ikke inngangen vb, og vice versa.

Indgangsmotstanden for ikke-inverterende forsterker kan bestemmes ved å referere til kretskonfigurasjonen i figur (5) "Ikke-inverterende forsterker". Se tilsvarende krets i figur 12 (a).

Ingen strøm går gjennom R1 siden v+ inngang til op-amp har uendelig motstand. Som et resultat, Rin til en ikke-inverterende terminal er uendelig. Hvis et design trenger en stor inngangsbestandighet, bruker vi ofte en enkelt-inngangs-inverterende op-amp. En slik konfigurasjon kalles a ikke-inverterende buffer hvis den har en spenningsgevinst på enhet. 

Derfor endres situasjonen når vi går til en ikke-inverterende op-amp med flere innganger, som vist i Figur 12 (b). Den ekvivalente kretsen er vist i figur 12 (c). Vi antar at motstanden knyttet til hver kilde, (r1, r2 og r3) er null ohm. Når du bruker testkilden til å beregne inngangsmotstanden for flere inngangskretser, bruker vi superposisjon. Vi bruker derfor testkilden ved hver inngang separat, mens deaktivere de andre inngangene (kortslutninger for spenningskilder og åpne kretser for nåværende kilder i samsvar med Superposition-prinsippet). De forskjellige inngangsmotstandene er da

(28)

BRUKSOMRÅDER

Analyser følgende kretser online ved hjelp av TINACloud-kretssimulatoren ved å klikke på linkene under.

1-Input Resistance of a Inverting Amplifier Circuit Simulation

2-Input Resistance av en to-inngangs inverterende forsterker Circuit Simulation

Dette konseptet kan enkelt utvides til n innganger.

Ideell operasjonsforsterker

Figur 12- Inngang motstand av en ikke-inverterende forsterker