KHAI THÁC. Ampli đảo ngược


Hình 36 (a) minh họa một bộ khuếch đại đảo ngược. Hình 36 (b) cho thấy mạch tương đương sử dụng mô hình op-amp được phát triển trước đó trong chương này.

Bộ khuếch đại đảo ngược

Hình 36 - Bộ khuếch đại đảo

Kháng đầu vào và đầu ra 8.1

Hình 36 (b) được rút gọn thành Hình 37 (a) nếu chúng ta cho phép, 

Mô hình khuếch đại đảo ngược đơn giản hóa

Hình 37 - Mô hình khuếch đại đảo ngược đơn giản hóa

Thật hợp lý khi giả định rằng những bất bình đẳng này được áp dụng bởi vì, nếu chúng không đúng, đầu ra sẽ tải đầu vào và mức tăng sẽ giảm.

Một mối quan hệ phân chia điện áp có thể được sử dụng để mang lại

(71)

và một phương trình vòng lặp mang lại

(72)

Điện trở đầu vào, Rin, được lấy từ Hình 37 (b), trong đó chúng tôi đã thay thế nguồn phụ thuộc bằng điện trở tương đương. Giá trị của điện trở này là v/Tôi" được tìm thấy từ phương trình (72). Cho lớn G (I E, ), điện trở ngoài cùng bên phải trong Hình 37 (b) xấp xỉ bằng 0 và .

Điện trở đầu ra của bộ khuếch đại đảo ngược giống như của bộ khuếch đại không đảo. Như vậy

(73)

 

Tăng điện áp 8.2

Chúng tôi sử dụng các mạch tương đương của Hình 36 (b) và Hình 37 (a) để xác định mức tăng điện áp. Độ lợi đầu vào đảo ngược, A= vra/vin, được lấy từ mạch của Hình 37 (a) bằng cách đưa ra các giả định tương tự mà chúng ta đã thực hiện khi tìm điện trở đầu ra.

Các giả định này làm giảm mạch thành mạch như trong Hình 38 (a), trong đó chúng tôi đã thay đổi nguồn điện áp nối tiếp với điện trở với nguồn hiện tại song song với điện trở. Các điện trở sau đó có thể được kết hợp để tạo ra mạch của Hình 38 (b). Cuối cùng, nguồn hiện tại được chuyển đổi trở lại nguồn điện áp để tạo ra mạch đơn giản hóa của Hình 38 (c).

Phương trình vòng lặp cho mạch này được đưa ra bởi

(74)

 

từ vra = Govd, mức tăng điện áp đảo ngược là

(75)

Hình 38 (phần a, b, c) - Đảo ngược mức tăng đầu vào

Chúng tôi có thể xác minh kết quả này liên quan đến mức tăng của op-amp lý tưởng bằng cách thực hiện các xấp xỉ: RA << 2RcmG >> 1. Sau đó

(76)

Điều này giống như kết quả tìm thấy trước đó cho mô hình đơn giản hóa.

Bộ khuếch đại đa đầu vào 8.3

(39)

Nếu điện áp va, vb,…, vm được áp dụng cho đường nối tổng (đảo ngược đầu vào thành op-amp) thông qua các điện trở Ra, Rb,…, Rm, tương ứng, như trong hình 39, điện áp đầu ra là

(77)

Để đạt được sự cân bằng thiên vị, chúng tôi chọn

(78)

Hãy để chúng tôi xác định

(79)

Trở kháng đầu ra là

(80)

Giả sử bây giờ chỉ có hai đầu vào được sử dụng. Điện áp đầu ra là sau đó

(81)

Điện trở đầu vào tại va xấp xỉ bằng Ravà điện trở đầu vào tại vb khoảng Rb. Chúng ta có thể làm cho mạch này thành một mùa hè hai đầu vào thống nhất với điện áp đầu ra là

(82)

bằng cách thiết lập RF = Ra = Rb. Điện trở từ cực đầu vào không đảo xuống đất được chọn để đạt được cân bằng sai lệch. Như vậy R1 = RF/ 3, và chúng tôi có

(83)

Một mùa hè hai đầu vào bằng nhau (nghĩa là không thống nhất) có được bằng cách cài đặt   và . Trong trường hợp này, điện áp đầu ra là

(84)

Điện trở đầu vào xấp xỉ R. Kể từ RA = R/ 2,

(85)

If m đầu vào được tổng hợp thông qua các điện trở bằng nhau (nói R), điện áp đầu ra là

(86)

Đối với mùa hè đảo ngược nhiều đầu vào có mức tăng tương đương này, điện trở đầu vào của mỗi đầu vào là xấp xỉ R. Kể từ RA = R/m,

(87)

(88)

Điện trở đầu ra là

(89)

Ví dụ

Thiết kế và phân tích bộ khuếch đại đảo ngược ba đầu vào bằng op-amp 741 trong đó

và điện trở đầu vào là Rphút = 8 kΩ.

Giải pháp: Chúng tôi sử dụng phương pháp thiết kế của Chương “Bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng” để tìm X = 0, Y = 9, Z = -10.

Sau đó

Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại là 1 +RF/RA = 10. Chúng tôi tìm thấy điện trở đầu vào như sau:

Điện trở đầu ra xấp xỉ 75 (10) / 105 = 7.5 mΩ. Để đạt được sự cân bằng thiên vị, chúng tôi đặt