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Analysieren Inverting Op Amp Circuits

Analysieren Inverting Op Amp Circuits - Dummies

Ein invertierender Verstärker nimmt ein Eingangssignal und schaltet es am Operationsverstärkerausgang auf den Kopf. Wenn der Wert des Eingangssignals positiv ist, ist der Ausgang des invertierenden Verstärkers negativ und umgekehrt. Hier ist ein invertierender Operationsverstärker. Der Operationsverstärker hat einen Rückkopplungswiderstand R 2 und einen Eingangswiderstand R 1 , wobei ein Ende mit der Spannungsquelle verbunden ist.

Das andere Ende des Eingangswiderstands ist mit dem invertierenden Anschluss verbunden, und der nicht invertierende Anschluss ist mit 0 Volt geerdet. Die Stärke der Verstärkung hängt vom Verhältnis zwischen den Rückkopplungs- und Eingangswiderstandswerten ab.

Da der nichtinvertierende Eingang auf 0 Volt liegt, haben Sie

Für ideale Operationsverstärker sind die Spannungen an den invertierenden und nichtinvertierenden Klemmen gleich und auf Null gesetzt. Der invertierende Anschluss ist mit einer virtuellen Masse verbunden, da er indirekt mit v P verbunden ist.

Wenden Sie Kirchhoffs aktuelles Gesetz (KCL) auf Knoten A an, um Folgendes zu erhalten:

Vereinfachen Sie die Gleichung mit den folgenden Bedingungen für einen idealen Operationsverstärker:

Die Einschränkungen machen die KCL-Gleichung einfacher :

Sie erhalten die folgende Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangsspannungen:

Auch hier hängt die Verstärkung des Signals vom Verhältnis des Rückkopplungswiderstands R 2 < und Eingangswiderstand R 1 . Sie benötigen nur externe Komponenten des Operationsverstärkers, um das Signal zu vergrößern. Das negative Vorzeichen bedeutet, dass die Ausgangsspannung eine verstärkte, aber invertierte (oder umgekehrte) Version des Eingangssignals ist. Für ein numerisches Beispiel sei

R 2 = 10 kΩ und R 1 = 1 kΩ. In diesem Fall ist die invertierte Ausgangsspannung v O zehnmal so groß wie die Eingangsspannung v S . In nichts Flachem haben Sie nur ein schwaches Signal stärker gemacht. Nette Arbeit - Sie verdienen eine Gehaltserhöhung! Die Widerstände sollten im Bereich von 1 kΩ bis 100 kΩ liegen, um die Auswirkungen der Variation der Operationsverstärkereigenschaften und der Spannungsquellen zu minimieren.