4. Inputmotstånd hos OP-amp-kretsar
STRÖM - 4. Ingångsmotstånd för Op-amp-kretsar
TIDLIGARE - 3. Den icke-inverterande förstärkaren
Inputmotstånd hos OP-amp-kretsar
Ingångsmotståndet hos den ideala op-amparen är oändlig. Inmatningsmotståndet mot en krets bestående av en ideal upp-amp ansluten till externa komponenter är dock inte oändlig. Det beror på den externa kretsens form.
Vi överväger först inverterande op-amp. Den ekvivalenta kretsen för den inverterande op-amp i figur (3) "The inverterande op-amp" visas i figur 10 (a).
Figur 10- Ingångsmotstånd, inverterande förstärkare
Figur 10 (b) visar samma krets omorganiserad för enkelhetens analys. Observera att vi har anslutit en "test" -spänningskälla till ingången för att beräkna motsvarande motstånd. Eftersom kretsen innehåller en beroende spänningskälla kan vi inte hitta ingångsmotståndet genom att helt enkelt kombinera motstånd. Istället hittar vi ingångsmotståndet genom att ersätta insignalkällan och dess tillhörande motstånd med en testkälla med specificerad spänning, vtesta, och sedan beräkna strömmen som levereras av testkällan till kretsen, itesta. Alternativt kan vi använda en aktuell testkälla, itesta, och lösa för spänningen som levereras till kretsen, vtesta. Med endera tekniken kan vi beräkna motståndet från Ohms lag.
Slingans ekvation ges av,
(26)
Den motsvarande ingångsmotståndet är då
(27)
Som slingan vinst, G, närmar sig oändligheten, når den första termen i ekvation (27) noll och ingångsmotståndet närmar sig Ra. Således är ingångsmotståndet som ses av källan lika med värdet av det externa motståndet, Ra. Detta verifierar den virtuella markfastigheten eftersom resultatet indikerar att den inverterande ingången motsvarar en mark.
Vi överväger nu inverteringsförstärkaren med två ingångar.
Detta visas i Figur (11).
Figur 11 - Två-inverterad omvandlarförstärkare
Det är ett speciellt fall av kretsen i figur (4) "Op-amp-krets" som visats tidigare.
Eftersom spänningen vid inverteringsingången till op-ampern är noll (virtuell mark), insignalmotståndet ses av va is Ra, och det som ses av vb is Rb. Den "jordade" inverterande ingången tjänar också till att isolera de två ingångarna från varandra. Det vill säga en variation i va påverkar inte inmatningen vb, och vice versa.
Ingångsmotståndet för icke-inverterande förstärkare kan bestämmas genom att hänvisa till kretskonfigurationen i figur (5) "Icke-inverterande förstärkare". Se motsvarande krets i figur 12 (a).
Ingen ström går igenom R1 eftersom v+ ingången till op-amp har oändligt motstånd. Som ett resultat, Rin till en icke-inverterande terminal är oändlighet. Om en design behöver ett stort ingångsmotstånd använder vi ofta en in-omvandlare utan inverterare. En sådan konfiguration kallas a icke-inverterande buffert om den har en spänningsförstärkning av enhet.
Därför ändras situationen när vi går till en icke-inverterad op-amp, som visas i figur 12 (b). Den ekvivalenta kretsen visas i figur 12 (c). Vi antar att motståndet i samband med varje källa, (r1, r2 och r3) är noll ohm. När du använder testkällan för att beräkna ingångsmotståndet för flera ingångskretsar använder vi superposition. Vi tillämpar därför testkällan vid varje ingång separat medan de andra ingångarna slås av (kortslutningar för spänningskällor och öppna kretsar för strömkällor i enlighet med Superposition-principen). De olika ingångsmotstånden är då
(28)
ANSÖKAN
Analysera följande kretsar online med TINACloud-kretssimulatorn genom att klicka på länkarna nedan.
1-ingångsresistans hos en inverterande förstärkarkrets simulering
2-Input Resistans av en två-ingångs inverterande förstärkarkrets simulering
Detta koncept kan enkelt utökas till n ingångar.
Figur 12-Ingångsresistans hos en icke-inverterande förstärkare