Omkeerversterker: Toepassing as transweerstandversterker

Soos ons in die vroeëre besprekings gesien het, kan die oopluswins van 'n operasionele versterker (Op-amp) uiters hoog wees, ongeveer 1,000,000 XNUMX XNUMX of meer. Hierdie baie hoë versterking maak die operasionele versterker baie onstabiel, en 'n baie klein insetsein, selfs al is hulle in μV, is genoeg om die uitsetspanning tot onbeheerbare mate te laat styg waar hulle versadig, en ons verloor heeltemal beheer oor die uitset. Daarom gaan ons bestudeer oor terugvoer en omkeerversterker as 'n oplossing vir die bogenoemde verwante probleme.

Versadiging

Voordat ons van die omkeerversterker leer, moet ons weet van terugvoer en wat met versadiging bedoel word. Die uitsetspanning van 'n op-versterker is beperk tot 'n minimum en maksimum waarde, wat Amper gelyk is aan die verskafde kragspanning.

omkeer versterker
Op-versterker-invoerklemme: omkeerversterkerinvoer en nie-omkeerversterkerinvoer

Die verbinding vanaf die uitset na die inset via eksterne bedrading staan ​​bekend as terugvoerverbinding. Daar is oor die algemeen twee tipes terugvoer: positiewe terugvoer en negatiewe terugvoer.

terugvoerkonfigurasie

Negatiewe terugvoer en omkering van die versterking van die operasionele versterker

Negatiewe terugvoerkonfigurasie

As die terugvoer gekoppel is aan die omkeerversterker-invoerterminaal (negatief) van die op-versterker, met behulp van 'n geskikte weerstand genaamd terugvoerweerstand, dan staan ​​die terugvoer bekend as negatiewe terugvoer. En as die terugvoerverbinding gemaak word tussen die uitset en die nie-omkeer (positiewe) terminaal van die op-versterker deur 'n geskikte terugvoerweerstand, dan staan ​​dit bekend as positiewe terugvoer. In die meeste toepassings van die op-versterker word die negatiewe terugvoer die meeste gebruik.

Die negatiewe terugvoer lei tot 'n ander waarde van spanning in die inverterende inset (-ve), wat lei tot 'n nuwe sein eerder as die werklike insetsein aangesien die inverterende terminaalspanning die som van die spannings en die negatiewe terugvoerspanning sal wees wat van die uitsetterminaal. Om dus die werklike insetsein van die inverterende terminaal insetsein te skei, 'n insetweerstand, R1 word gebruik.

As ons 'n ideale ekwivalente stroombaan oorweeg, is die geslotelusspanningswins

Spesifiek, as uitsetspanning V isO, op daardie oomblik

Die wins A sal oneindig wees; die spanning V1 idillies blyk gelyk te wees aan V2. Dit word aangedui as 'n virtuele kortsluitingtoestand. 'n Feitlik kortsluiting toon dat of die spanning by een en slegs van die insetterminale is, outomaties by die ander insetterminaal sal optree as gevolg van oneindige of feitlik baie hoë versterking. Die nie-omkeer terminaal 2 is geaard, dus V2= 0 en V1 = 0. Gevolglik word terminaal 1 feitlik gegrond, dit beteken dat dit eintlik nul volt verteenwoordig selfs sonder om geaard te wees.

Omkerende versterkerkonfigurasie en -werk

omkeer versterker
Omkeer op-amp konfigurasie

Huidige i1 deur R1 kan gegee word as:

Hierdie stroom i1 kan nie in op-versterker gaan nie, aangesien 'n ideale omkeerversterker het oneindige insetweerstand en trek dus nul huidige. Daarom, ek! sal deur die R2-weerstand gaan en sal na die terminaal no. 3.

As ons die wet van ohm toepas, kan ons V bepaalas:

Vo =V1 - ek1R2

     = 0 -

Daarom is die spanningstoename met geslote lus:

Soos ons opgemerk het dat die -ve gepaard gaan met die geslote-lus-winsterm, word hierdie konfigurasie van die op-versterker dus herken as die omkeerkonfigurasie.

As gevolg van die virtuele grondkonsep word die insetweerstand gedefinieer as R=Vi/i=R1

Die vergelyking vir die uitsetspanning (Vo) impliseer dat die stroombaan lineêr werk vir 'n konstante versterkertoename Av soos Vo =Vi x A.v. Hierdie eienskap is baie nuttig vir die omskakeling van 'n klein magnitude sein na 'n baie groter spanningsein. En soos daar geen kapasitore in die inverterende operasionele versterkerkring, dus kan die inset- en die uitsetspannings, sowel as die strome in die resistors, GS-seine wees, en daarom sal die op-versterker ook GS-seine kan versterk.

Toepassing van omkeerversterker

Wat is Transresistance versterker?

Transweerstandversterker of stroom-na-spanning-omsetter

'n Baie nuttige toepassing van 'n omkeer-operasionele versterker is dié van 'n Trans-impedansie-versterker of stroom-na-spanning-omsetter. 'n Trans-weerstand of 'n trans-impedansie op-versterker word gebruik as 'n stroom-na-spanning-omsetterkring. Dit word omvattend gebruik in stroombaanontwerp, aangesien dit goed is om 'n baie klein stroom wat deur 'n stroombaan of sensor gegenereer word om te skakel na voldoende hoë eweredige uitsetspanning.

Transweerstand versterker
Transweerstandversterker of stroom-na-spanning-omsetter

Beskou die stroombaan in die figuur. Die insetweerstand Ri by virtuele node is R=V1/i1 = 0 soos voorheen bestudeer.

Die huidige i1 is in wese gelyk aan Is en so,

i=i= Eks

En, V= -i2Rf = -EksRf

Die o/p-spanning is direk eweredig aan seinstroom, en die terugvoerweerstand Rf is gelykstaande aan die verhouding van die uitsetspanning tot stroom in insetterminaal.

Ons sal leer oor die nie-inverterende versterker in die komende afdeling.

Vir meer elektroniese verwante artikel kliek hier

Scroll na bo