KHAI THÁC. Bộ khuếch đại không đảo
HIỆN TẠI - 7. Bộ khuếch đại không đảo
TRƯỚC-6. Mô phỏng máy tính của các mạch Op-amp
Bộ khuếch đại không đảo
Hình 29 - Bộ khuếch đại không đảo
Hình 29 (a) minh họa khuếch đại không đảovà Hình 29 (b) hiển thị mạch tương đương.
Điện áp đầu vào được áp dụng thông qua R1 vào thiết bị đầu cuối không đảo.
Điện trở đầu vào và đầu ra 7.1
Sản phẩm kháng đầu vào của bộ khuếch đại này được tìm thấy bằng cách xác định tương đương Thevenin của mạch đầu vào. Điện trở tải thường là như vậy Rtải >> Ro. Nếu điều này không đúng, mức tăng hiệu quả sẽ giảm và giá trị hiệu quả của Ro sẽ là sự kết hợp song song của Ro với Rtải. Hãy để chúng tôi xác định lại và R 'F = RF + Ro. Chúng ta sẽ bỏ bê R1, vì nó ít hơn nhiều Rin. Bây giờ kể từ Rtải >> Ro, chúng ta có thể giảm Hình 29 (a) thành dạng đơn giản của Hình 30 (a).
Hình 30 - Các mạch giảm cho điện trở đầu vào
Chúng tôi tìm thấy tương đương Thevenin của mạch được bao quanh bởi đường cong elip, dẫn đến hình 30 (b). Trong hình 30 (c), điện trở bên phải của 2Rcm được đưa ra bởi v/Tôi'. Để đánh giá điều này, chúng tôi viết một phương trình vòng lặp để thu được
(53)
Vì vậy,
(54)
Điện trở đầu vào là sự kết hợp song song của đại lượng này với 2Rcm.
(55)
Nhớ lại rằng, R 'F = RF + Rovà Rtải >> Ro. Nếu chúng tôi chỉ giữ lại các điều khoản quan trọng nhất và lưu ý rằng Rcm là lớn, phương trình (55) giảm xuống
(56)
trong đó chúng ta lại sử dụng mức tăng điện áp tần số 0 Go.
Phương trình (56) có thể được sử dụng để tìm điện trở đầu vào của op-amp 741. Nếu chúng ta thay thế các giá trị tham số như được đưa ra trong Bảng 1, phương trình (56) sẽ trở thành
Chúng tôi lại sử dụng các giả định rằng Rcm là lớn, đó là R 'F » RF và R 'A » RA. Sau đó, điện trở đầu ra của op-amp 741 được đưa ra bởi
(57)
THÍ DỤ
Tính toán điện trở đầu vào cho người theo dõi đạt được sự thống nhất được hiển thị trong Hình 31 (a).
Hình 31 - Người theo dõi Unity-gain
Giải pháp: Mạch tương đương được hiển thị trong Hình 31 (b). Vì chúng ta giả sử mức tăng tần số 0, Govà điện trở chế độ chung, Rcm, là cao, chúng ta có thể bỏ qua thuật ngữ 
so với (1 +Go)Ri. Phương trình (57) không thể được sử dụng vì RA = 0. Trở kháng đầu vào sau đó được đưa ra bởi
Điều này thường bằng với 400 MΩ trở lên, vì vậy chúng ta có thể bỏ qua R1 (nghĩa là đặt R1 =
Tăng điện áp 7.2
Chúng tôi muốn xác định mức tăng điện áp, A+ cho bộ khuếch đại không đảo của Hình 32 (a).
Hình 32 - Bộ khuếch đại không đảo
Độ lợi này được xác định bởi
(58)
Mạch tương đương được hiển thị trong Hình 32 (b). Nếu chúng ta giả sử RF>>Ro, Rtải>>Ro và, mạch có thể được giảm đến mức được hiển thị trong Hình 32 (c). Nếu chúng ta xác định thêm, thì hình 32 (d) kết quả.
Các điều kiện giả định là mong muốn để ngăn chặn việc giảm mức tăng hiệu quả. Hoạt động lấy tương đương Thevenin làm thay đổi nguồn điện áp phụ thuộc và nguồn điện áp lái xe như trong hình 32 (d). Lưu ý rằng
(59)
Điện áp đầu ra được cho bởi
(60)
Chúng ta có thể tìm thấy i bằng cách áp dụng KVL vào mạch của Hình 32 (d) để thu được
(61)
(62)
Ở đâu
và 
ngụ ý 
.
Giải quyết cho hiện tại, i, chúng tôi đạt được
(63)
Độ tăng điện áp được cho bởi tỷ lệ đầu ra so với điện áp đầu vào.
(64)
Để kiểm tra kết quả này, chúng ta có thể giảm mô hình xuống so với op-amp lý tưởng. Chúng tôi sử dụng mức tăng tần số 0 Go, thay cho G trong phương trình (64) và các đẳng thức sau.
(65)
Khi chúng ta để 
, Phương trình (64) trở thành
(66)
đồng ý với kết quả cho mô hình lý tưởng hóa.
Ví dụ
Tìm mức tăng của người theo dõi đạt được sự thống nhất được hiển thị trong Hình 33.
Hình 33 - Unity gain followerGiải pháp: Trong mạch này, 
, R 'A = 2Rcmvà RF << R 'A. Chúng tôi cho rằng Go là lớn, 
và chúng tôi đã thiết lập R1 = RF. Phương trình (64) sau đó giảm xuống
(67)
so vra = vin như mong đợi.
Bộ khuếch đại đa đầu vào 7.3
Chúng tôi mở rộng các kết quả trước đó cho trường hợp bộ khuếch đại không đảo với nhiều đầu vào điện áp. Hình 34 cho thấy một bộ khuếch đại không đảo ngược nhiều đầu vào.
Hình 34 - Bộ khuếch đại không đảo ngược nhiều đầu vào
Nếu đầu vào v1, v2, v3,…, vn được áp dụng thông qua điện trở đầu vào R1, R2, R3,…, Rn, chúng tôi nhận được một trường hợp đặc biệt của kết quả chung có được trong Chương “Bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng”, như sau:
(68)
Chúng tôi chọn
(69)
để đạt được sự cân bằng thiên vị. Điện trở đầu ra được tìm thấy từ phương trình (52).
Để làm ví dụ cụ thể, chúng ta hãy xác định điện áp đầu ra của mùa hè hai đầu vào của Hình 35.
(35)
Điện áp đầu ra được tìm thấy từ phương trình (68), như sau:
(70)
Chúng tôi chọn 
để đạt được sự cân bằng thiên vị. Nếu chúng ta giả sử RF = R1 = R2 = RA, sau đó phương trình (70) giảm xuống vra = v1 + v2, đó là một mùa hè hai đầu vào thống nhất.