2. Wzmacniacz odwracający
CURRENT - 2. Wzmacniacz odwracający
POPRZEDNI 1. Idealne wzmacniacze operacyjne
Wzmacniacz odwracający
Rysunek 3 - Odwracający wzmacniacz operacyjny
Rysunek 3 (a) przedstawia wzmacniacz odwracający ze sprzężeniem zwrotnym, a rysunek 3 (b) przedstawia obwód zastępczy dla tego idealnego odwracającego obwodu wzmacniacza operacyjnego. Wykorzystaliśmy właściwości idealnego wzmacniacza operacyjnego do zamodelowania wejścia wzmacniacza operacyjnego jako obwodu otwartego. Kontrolowanym źródłem jest Gvd, ale przy danych założeniach nie będziemy musieli używać tych informacji jawnie. Chcemy rozwiązać problem napięcia wyjściowego, vna zewnątrz, pod względem napięcia wejściowego, va. Piszemy równania dla v+ i v- a następnie ustaw te wyrażenia na równe. Od prądu przez R jest zero,
(12)
Równanie węzłów Kirchhoffa w v- plony,
(13)
Ponieważ v+ = v- i v+ = 0 v- jest również zero. Dlatego mamy jedno równanie w dwóch niewiadomych, va i vna zewnątrz, więc możemy rozwiązać problem wzmocnienia w pętli zamkniętej,
(14)
Zauważ, że zysk w zamkniętej pętli vna zewnątrz /va, jest ujemny (odwrócony) i zależy tylko od stosunku dwóch rezystorów, RF /Ra. Jest niezależny od bardzo wysokiego zysku w otwartej pętli, G. Ten pożądany wynik jest spowodowany wykorzystaniem sprzężenia zwrotnego części napięcia wyjściowego do odjęcia napięcia wejściowego. Informacje zwrotne z wyjścia na wejście RF służy do napędzania napięcia różnicowego, vd = v+ - v-, blisko zera. Od nieodwracającego napięcia wejściowego, v+, jest zero, sprzężenie zwrotne ma wpływ na jazdę v- do zera. Stąd na wejściu wzmacniacza operacyjnego,
(15)
Bez względu na złożoność idealnego obwodu wzmacniacza operacyjnego, wykonując tę prostą procedurę inżynier może szybko przeanalizować (i wkrótce zaprojektować) systemy wzmacniaczy operacyjnych.
Możemy teraz rozszerzyć ten wynik na przypadek wielu wejść.
Rysunek 4 - obwód wzmacniacza operacyjnego
Wzmacniacz pokazany na rysunku (4) wytwarza wyjście, które jest ujemnym ważonym sumowaniem kilku napięć wejściowych.
Od prądu przez R jest zero, v+ = 0. Równanie węzła na odwracającym terminalu wejściowym jest podane przez równanie (16):
(16)
Ponieważ v+ = v-, następnie v+ = 0 = v- i znajdziemy vna zewnątrz pod względem danych wejściowych w następujący sposób:
(17)
Rozszerzenie do n wejścia są proste.
APLIKACJE
Przeanalizuj następujące obwody za pomocą symulatora obwodu TINACloud, aby określić Vna zewnątrz pod względem napięć wejściowych, klikając poniższe linki.