2. Инвертирующий усилитель
ТОК - 2. Инвертирующий усилитель.
ПРЕДЫДУЩАЯ - 1. Идеальные операционные усилители
Инвертирующий усилитель
Рисунок 3 - Инвертирующий операционный усилитель
На рисунке 3 (a) показан инвертирующий усилитель с обратной связью, а на рисунке 3 (b) показана эквивалентная схема для этой идеальной схемы инвертирующего операционного усилителя. Мы использовали свойства идеального операционного усилителя для моделирования входа операционного усилителя как разомкнутой цепи. Контролируемый источник Gvd, но при данных допущениях нам не придется использовать эту информацию явно. Мы хотим решить для выходного напряжения, vвнешнийс точки зрения входного напряжения, va, Мы пишем уравнения для v+ и v– а затем установить эти выражения равными друг другу. Так как ток через R ноль,
(12)
Также узловое уравнение Кирхгофа при v– урожайность,
(13)
С v+ = V– и v+ = 0, затем v– тоже ноль. Таким образом, у нас есть одно уравнение из двух неизвестных, va и vвнешний, поэтому мы можем решить для усиления по замкнутому циклу, как,
(14)
Обратите внимание, что усиление с обратной связью, vвнешний /va, является отрицательным (инвертированным) и зависит только от соотношения двух резисторов, RF /Ra, Он не зависит от очень высокого усиления разомкнутого контура, G, Этот желательный результат обусловлен использованием обратной связи части выходного напряжения для вычитания из входного напряжения. Обратная связь с выхода на вход через RF служит для управления дифференциальным напряжением, vd = V+ - v–близко к нулю. Поскольку неинвертирующее входное напряжение, v+, ноль, обратная связь имеет эффект от вождения v– в ноль. Следовательно, на входе операционного усилителя,
(15)
Независимо от того, насколько сложна идеальная схема операционного усилителя, следуя этой простой процедуре, инженер может быстро проанализировать (и вскоре разработать) операционные системы.
Теперь мы можем расширить этот результат для случая нескольких входов.
Рисунок 4 - схема операционного усилителя
Усилитель, показанный на рисунке (4), создает выходной сигнал, который является отрицательно взвешенным суммированием нескольких входных напряжений.
Так как ток через R ноль, v+ = 0. Уравнение узла на инвертирующей входной клемме задается уравнением (16):
(16)
С v+ = V–, то v+ = 0 = V– и мы находим vвнешний с точки зрения входов следующим образом:
(17)
Расширение до n входные данные просты.
ПРИМЕНЕНИЕ
Проанализируйте следующие схемы с помощью симулятора схем TINACloud, чтобы определить Vвнешний с точки зрения входного напряжения, нажав на ссылки ниже.