8. Inverting Amplifier


Figura 36 (a) ilustrează un amplificator invers. Figura 36 (b) prezintă circuitul echivalent folosind modelul op-amp dezvoltat mai devreme în acest capitol.

Invertor de amplificator

Figura 36 - Amplificator inversor

Intrare 8.1 și Rezistență la ieșire

Figura 36 (b) este redusă la Figura 37 (a) dacă lăsăm, 

Model simplificat de amplificare a invertorului

Figura 37 - Model amplificator de inversare simplificat

Este rezonabil să presupunem că aceste inegalități se aplică deoarece, dacă nu ar fi adevărate, producția ar încărca intrarea și câștigul ar fi redus.

Se poate folosi o relație de tensiune-divider pentru a obține randament

(71)

și o ecuație de buclă

(72)

Rezistența la intrare, Rin, este obținut din Figura 37 (b), unde am înlocuit sursa dependentă cu o rezistență echivalentă. Valoarea acestui rezistor este v-/eu ” care se găsește din Ecuația (72). Pentru mari G (De exemplu, ), rezistența cea mai dreaptă din figura 37 (b) este aproximativ zero și .

Rezistența la ieșire a amplificatorului inversat este aceeași cu cea a amplificatorului neinversiv. Prin urmare,

(73)

 

Creșterea tensiunii 8.2

Utilizăm circuitele echivalente din Figura 36 (b) și Figura 37 (a) pentru a determina câștigul de tensiune. Câștigul inversiv de intrare, A- = vafară/vin, se obține din circuitul din Figura 37 (a) făcând din nou aceleași presupuneri pe care le-am făcut în găsirea rezistenței la ieșire.

Aceste ipoteze reduc circuitul la cel prezentat în Figura 38 (a), unde am schimbat sursa de tensiune în serie cu o rezistență la o sursă de curent în paralel cu o rezistență. Rezistoarele pot fi apoi combinate pentru a obține circuitul din figura 38 (b). În cele din urmă, sursa de curent este transformată înapoi la sursa de tensiune pentru a obține circuitul simplificat din Figura 38 (c).

Ecuația buclă pentru acest circuit este dată de

(74)

 

Întrucât vafară = Govd, câștigul de tensiune inversoare este

(75)

Figura 38 (părțile a, b, c) - inversarea câștigului de intrare

Putem verifica acest rezultat în raport cu câștigul op-amp ideal făcând aproximări: RA << 2Rcm și G >> 1. Apoi

(76)

Acest lucru este același cu rezultatul găsit anterior pentru modelul simplificat.

8.3 Amplificatoare multiple de intrare

(39)

În cazul în care tensiunile va, vb, ..., vm sunt aplicate la joncțiunea sumare (inversarea intrării la op-amp) prin rezistențe Ra, Rb, ..., Rm, respectiv, după cum se arată în figura 39, tensiunea de ieșire este

(77)

Pentru a atinge echilibrul părtinitor, alegem

(78)

Să definim

(79)

Rezistența la ieșire este atunci

(80)

Să presupunem că acum sunt utilizate numai două intrări. Tensiunea de ieșire este apoi

(81)

Rezistența la intrare la va este aproximativ egal cu Ra, și rezistența la intrare la vb este de aproximativ Rb. Putem face acest circuit un câștig de unitate de două intrări cu o tensiune de ieșire de

(82)

prin setare RF = Ra = Rb. Rezistența de la terminalul de intrare neinversivă la masă este aleasă pentru a obține un echilibru părtinitor. Prin urmare, R1 = RF/ 3, și avem

(83)

Se stabilește o vară cu două intrări cu câștig egal (adică nu unitate)   și . În acest caz, tensiunea de ieșire este

(84)

Rezistența la intrare este aproximativ R. De cand RA = R/ 2,

(85)

If m intrările sunt însumate prin rezistențe egale (de ex R), tensiunea de ieșire este

(86)

Pentru această vară de inversare cu intrări multiple cu câștig egal, rezistența la intrare pentru fiecare intrare este aproximativ R. De cand RA = R/m,

(87)

și

(88)

Rezistența la ieșire este

(89)

Exemplu

Proiectați și analizați un amplificator inversor cu trei intrări, utilizând un op-amp 741 unde

și rezistența de intrare este Rminute = 8 kΩ.

Soluţie: Folosim metoda de proiectare din capitolul „Amplificatoare operaționale ideale” pentru a găsi X = 0, Y = 9, Z = -10.

"Atunci

Multiplicatorul câștigului amplificatorului este 1 +RF/RA = 10. Căutăm rezistența la intrare după cum urmează:

Rezistența la ieșire este de aproximativ 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Pentru a atinge echilibrul părtinitor, am stabilit