KHAI THÁC. Điện trở đầu vào của mạch Op-amp
HIỆN TẠI - 4. Điện trở đầu vào của mạch Op-amp
TRƯỚC-3. Bộ khuếch đại không đảo
Điện trở đầu vào của mạch Op-amp
Điện trở đầu vào của op-amp lý tưởng là vô hạn. Tuy nhiên, điện trở đầu vào của một mạch bao gồm một op-amp lý tưởng được kết nối với các thành phần bên ngoài không phải là vô hạn. Nó phụ thuộc vào hình thức của mạch bên ngoài.
Trước tiên chúng tôi xem xét đảo ngược op-amp. Mạch tương đương cho op-amp đảo trong Hình (3) “Op-amp đảo” được thể hiện trong Hình 10 (a).
Hình 10- Điện trở đầu vào, bộ khuếch đại đảo ngược
Hình 10 (b) cho thấy cùng một mạch được sắp xếp lại để đơn giản hóa việc phân tích. Lưu ý rằng chúng tôi đã gắn nguồn điện áp "thử nghiệm" vào đầu vào để tính điện trở tương đương. Vì mạch chứa một nguồn điện áp phụ thuộc, chúng ta không thể tìm thấy điện trở đầu vào bằng cách kết hợp các điện trở. Thay vào đó, chúng tôi tìm điện trở đầu vào bằng cách thay thế nguồn tín hiệu đầu vào và điện trở liên quan của nó bằng nguồn thử nghiệm có điện áp xác định, vthử nghiệmvà sau đó tính toán dòng điện được cung cấp bởi nguồn thử nghiệm cho mạch, ithử nghiệm. Ngoài ra, chúng tôi có thể sử dụng một nguồn thử nghiệm hiện tại, ithử nghiệmvà giải quyết cho điện áp được cung cấp cho mạch, vthử nghiệm. Sử dụng một trong hai kỹ thuật, chúng ta có thể tính toán điện trở từ định luật Ohm.
Phương trình vòng lặp được đưa ra bởi,
(26)
Trở kháng đầu vào tương đương là
(27)
Khi đạt được vòng lặp, G, tiếp cận vô hạn, thuật ngữ đầu tiên trong phương trình (27) tiến đến 0 và các phương pháp kháng đầu vào tiếp cận Ra. Do đó, điện trở đầu vào mà nguồn nhìn thấy bằng giá trị của điện trở ngoài, Ra. Điều này xác minh thuộc tính mặt đất ảo vì kết quả chỉ ra rằng đầu vào đảo ngược tương đương với mặt đất.
Bây giờ chúng tôi xem xét bộ khuếch đại đảo ngược với hai đầu vào.
Điều này được thể hiện trong hình (11).
Hình 11- Bộ khuếch đại đảo ngược hai đầu vào
Đây là một trường hợp đặc biệt của mạch trong Hình (4) “Mạch Op-amp” được trình bày trước đây.
Vì điện áp ở đầu vào đảo ngược với op-amp bằng không (mặt đất ảo), nên điện trở đầu vào được nhìn thấy bởi va is Ravà được nhìn thấy bởi vb is Rb. Đầu vào đảo ngược "nối đất" cũng dùng để cách ly hai đầu vào với nhau. Đó là, một biến thể trong va không ảnh hưởng đến đầu vào vb, và ngược lại.
Điện trở đầu vào cho khuếch đại không đảo có thể được xác định bằng cách tham khảo cấu hình mạch của Hình (5) “Bộ khuếch đại không đảo”. Xem mạch tương đương trong Hình 12 (a).
Không có dòng điện đi qua R1 kể từ khi v+ đầu vào cho op-amp có điện trở vô hạn. Kết quả là Rin đến một thiết bị đầu cuối không đảo là vô cùng. Nếu một thiết kế cần một điện trở đầu vào lớn, chúng ta thường sử dụng một op-amp không đảo ngược đầu vào đơn. Cấu hình như vậy được gọi là bộ đệm không đảo nếu nó có một điện áp đạt được sự thống nhất.
Do đó, tình huống thay đổi khi chúng ta đi đến một op-amp không đảo ngược đầu vào, như trong Hình 12 (b). Mạch tương đương được hiển thị trong Hình 12 (c). Chúng tôi giả định rằng điện trở liên quan đến từng nguồn, (r1, r2 và r3) là 0 ohms. Khi áp dụng nguồn kiểm tra để tính toán điện trở đầu vào cho các mạch nhiều đầu vào, chúng tôi sử dụng sự chồng chất. Do đó, chúng tôi áp dụng nguồn thử nghiệm ở mỗi đầu vào một cách riêng biệt trong khi vô hiệu hóa các đầu vào khác (ngắn mạch cho nguồn điện áp và mạch mở cho các nguồn hiện tại theo nguyên tắc chồng chất). Các điện trở đầu vào khác nhau là sau đó
(28)
ỨNG DỤNG
Phân tích các mạch sau trực tuyến bằng trình giả lập mạch TINACloud bằng cách nhấp vào các liên kết bên dưới.
1- Điện trở đầu vào của mô phỏng mạch khuếch đại đảo ngược
2- Điện trở đầu vào của Mô phỏng mạch khuếch đại đảo ngược hai đầu vào
Khái niệm này có thể dễ dàng được mở rộng để n đầu vào.
Hình 12- Điện trở đầu vào của bộ khuếch đại không đảo