8. Obračalni ojačevalnik


Slika 36 (a) prikazuje obračalni ojačevalnik. Slika 36 (b) prikazuje ekvivalentno vezje z modelom op-amp, razvitim prej v tem poglavju.

Obračalni ojačevalnik

Slika 36 - Obratni ojačevalnik

8.1 vhodni in izhodni upor

Slika 36 (b) se zmanjša na sliko 37 (a), če 

Poenostavljeni invertni model ojačevalnika

Slika 37 - Model poenostavljenega obračalnega ojačevalnika

Smiselno je domnevati, da se te neenakosti uporabljajo, ker bi, če ne bi bile resnične, izhod obremenil vhod in bi se dobiček zmanjšal.

Za dobiček lahko uporabimo razmerje med napetostjo in delilnikom

(71)

in enačba zanke

(72)

Vhodni upor, Rin, dobimo iz slike 37 (b), kjer smo nadomestili odvisni vir z enakovredno upornostjo. Vrednost tega upora je v-/jaz" ki jo najdemo iz enačbe (72). Za velike G (tj. ), skrajni desni upor na sliki 37 (b) je približno nič in. \ t .

Izhodna upornost obračalnega ojačevalnika je enaka kot pri neinvertirnem ojačevalniku. Tako

(73)

 

Napetostna napetost 8.2

Za določitev dobička napetosti uporabljamo ekvivalentne kroge slike 36 (b) in sliko 37 (a). Inverting vhodni dobiček, A- = vven/vin, dobimo iz vezja na sliki 37 (a) tako, da ponovno naredimo enake predpostavke, ki smo jih naredili pri iskanju izhodne upornosti.

Te predpostavke zmanjšujejo vezje na tisto, ki je prikazano na sliki 38 (a), kjer smo vzporedno z uporom spremenili napetostni vir v zaporedju z odpornostjo na tok. Upori se lahko nato kombinirajo, da dobimo vezje na sliki 38 (b). Končno se trenutni vir pretvori nazaj v vir napetosti, da dobimo poenostavljeno vezje na sliki 38 (c).

Enačba zanke za to vezje je podana z

(74)

 

Od leta vven = Govd, dobitek obrnjene napetosti je

(75)

Slika 38 (deli a, b, c) - Invertiranje vhodnega dobička

Ta rezultat lahko preverimo glede na dobiček idealne op-amp, tako da naredimo približke: RA << 2Rcm in G >> 1. Potem

(76)

To je enako kot rezultat, ki smo ga prej našli za poenostavljeni model.

8.3 večkratni vhodni ojačevalniki

(39)

Če so napetosti va, vb,…, vm se nanašajo na seštevalno križišče (invertiranje vhoda na op-amp) prek uporov Ra, Rb, ... Rmoziroma, kot je prikazano na sliki 39, je izhodna napetost

(77)

Da bi dosegli ravnotežje, izberemo

(78)

Naj opredelimo

(79)

Nato je izhodna upornost

(80)

Recimo, da uporabljamo samo dva vhoda. Potem je izhodna napetost

(81)

Vhodni upor pri va je približno enaka Rain vhodni upor pri vb približno Rb. To vezje lahko naredimo za enosmerno poletje z dvema vhodoma z izhodno napetostjo

(82)

z nastavitvijo RF = Ra = Rb. Upor od neinvertirnega vhodnega priključka do tal je izbran za doseganje ravnotežja. Tako R1 = RF/ 3, in imamo

(83)

Položaj z dvema vnosoma, ki ima enako povečanje (tj. Ne enotnost), se dobi z nastavitvijo   in . V tem primeru je izhodna napetost

(84)

Vhodni upor je približno R. Od leta RA = R/ 2,

(85)

If m vhodi se seštevajo z enakimi upori (npr R), je izhodna napetost

(86)

Za to poljubno obračanje poletja z enakim dobitkom je vhodni upor na vsakem vhodu približno enak R. Od leta RA = R/m,

(87)

in

(88)

Izhodna upornost je

(89)

Primer

Oblikujte in analizirajte trivhodni obračalni ojačevalnik z uporabo 741 op-amp

in vhodni upor je Rminut = 8 kΩ.

rešitev: Za iskanje uporabljamo oblikovalsko metodo iz poglavja "Idealni operativni ojačevalniki" X = 0, Y = 9, Z = -10.

Potem

Množitelj dobička ojačevalnika je 1 +RF/RA = 10. Vhodni upor najdemo takole:

Izhodna upornost je približno 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Da bi dosegli ravnotežje, nastavimo