Analysieren Noninverting Op Amp Schaltungen

Verwenden Sie Operationsverstärker-Schaltungen mathematische Modelle zu bauen, die für die Signalverarbeitung umfassen nichtinvertierende und invertierende Verstärkung der realen Welt behavior.The mathematische Anwendungen vorhersagen. Einer der wichtigsten Signalverarbeitungsanwendungen von Operationsverstärkern ist schwache Signale lauter und größer zu machen.

Analysieren Sie einen grundlegenden nichtinvertierenden Operationsverstärker-Schaltung

Das folgende Beispiel zeigt, wie das Feedback der Input-Output-Verhalten eines Operationsverstärkers Schaltung auswirkt. Betrachten dieses Beispielschaltung, die zuerst den Eingang mit dem nichtinvertierenden Eingang verbunden zeigt. Sie haben einen Rückkopplungspfad von der Ausgangsschaltung an den invertierenden Eingang führt.

Die Spannungsquelle v_S eine Verbindung zu dem nichtinvertierenden Eingang v_P:

Du musst zuerst die Spannung am invertierenden Eingang finden, so dass Sie herausfinden können, wie die Eingangs- und Ausgangsspannungen in Zusammenhang stehen. Bewerben Kirchhoff geltendem Recht (KCL) am Knoten A zwischen den Widerständen R₁ und R₂.

Daran erinnern, dass Kirchoffschen geltendem Recht (KCL), sagt die Summe der eingehenden Ströme zu den abgehenden Ströme gleich ist.

Anwenden von KCL gibt Ihnen:

An der Ausgangsseite des Operationsverstärkers, der invertierende Strom ich_N gleich Null ist, weil man auf unendlich hohen Widerstand am invertierenden Eingang haben. Dies bedeutet, dass der gesamte Strom Widerstand geht durch R₂ gehen durch den Widerstand muss R₁. Wenn der Strom gleich ist, R₁ und R₂ müssen in Reihe geschaltet werden, so dass Sie

Da Widerstände R₁ und R₂ in Reihe geschaltet sind, können Sie Spannungsteilung verwenden. Spannungsteilungsmaß gibt Ihnen die Spannungsbeziehung zwischen dem invertierenden Eingang v_N und Ausgangs v_O:

Der invertierende Eingang v_N und nichtinvertierenden Eingang v_P für ideale Operationsverstärker gleich sind. Also hier ist die Verbindung zwischen der Eingangsquellenspannung v_S und die Ausgangsspannung v_O:

Sie haben nun das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsquelle:

Sie haben gerade die Eingangsspannung v_S größer, indem sichergestellt wird, das Verhältnis der beiden Widerstände größer als 1 ist, um das Eingangssignal lauter, den Rückkopplungswiderstand machen R₂ haben einen größeren Wert als Eingangswiderstand sollte R₁. Stück Kuchen! Wenn beispielsweise R₂ = 9 k # 937- und R1 = 1 k # 937-, dann haben Sie die folgende Ausgangsspannung:

Sie haben die Eingangsspannung von zehn verstärkt. Genial!

Analysieren Sie einen einzigartigen nichtinvertierenden Operationsverstärker: einen Spannungsfolger

Ein Spezialfall des nichtinvertierenden Verstärkers ist der Spannungsfolger, in dem die Ausgangsspannung mit dem, was das Eingangssignal im Gleichschritt folgt. In dem Spannungsfolger hier gezeigt ist, ist vS mit dem nichtinvertierenden Anschluß verbunden.

Sie können diese Idee ausdrücken

Sie sehen auch, dass der Ausgang v_O Ist mit dem invertierenden Anschluß verbunden ist, um

Ein idealer Operationsverstärker hat gleich nichtinvertierenden und Invertierspannung. Dies bedeutet, daß die vorstehenden beiden Gleichungen gleich sind. Mit anderen Worten

Sie kann auch mit einer Verstärkung von 1, weil der Rückkopplungswiderstand des Spannungsfolgers als Spezialfall des nichtinvertierenden Verstärkers anzuzeigen R₂ Null (ein Kurzschluss) und Widerstand R₁ ist unendlich (Leerlauf):

Die Ausgangsspannung v_O ist mit der Eingangsquellenspannung gleich v_S. Die Spannungsverstärkung ist 1, wenn die Ausgangsspannung der Eingangsspannung folgt. Aber ein Stück Draht ergibt eine Verstärkung von 1, zu, so was gut ist diese Schaltung? Nun, der Spannungsfolger bietet eine Möglichkeit, zusammen zu stellen zwei getrennte Stromkreise, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen.

Wenn sie sich in einem schlechten Weg beeinflussen, ist, dass das Laden genannt. Ein Spannungsfolger löst das Ladeproblem.