Analizar circuitos amplificadores operacionales no inversora

Utilice circuitos amplificadores operacionales para construir modelos matemáticos que predicen behavior.The usos matemáticos del mundo real para el procesamiento de señales incluyen la amplificación no inversora e invirtiendo. Una de las aplicaciones de procesamiento de señales más importantes de los amplificadores operacionales es hacer que las señales débiles más fuerte y más grande.

Analizar un circuito amplificador operacional no inversor básica

El siguiente ejemplo muestra cómo las votaciones afecta la conducta de entrada-salida de un circuito amplificador operacional. Considere este circuito de muestreo, que muestra la primera entrada conectada a la entrada no inversora. Usted tiene una trayectoria de realimentación del circuito de salida que conduce a la entrada de inversión.

La fuente de voltaje v_S se conecta a la entrada no inversora v_P:

Tienes que encontrar primero la tensión en la entrada de inversión para que pueda entender cómo se relacionan las tensiones de entrada y de salida. Aplicar la ley de Kirchhoff (KCL) en el nodo A entre las resistencias R₁ y R₂.

Recordemos que la ley actual de Kirchoff (KCL) dice que la suma de las corrientes entrantes es igual a las corrientes salientes.

La aplicación de KCL le ofrece:

En el lado de salida del amplificador operacional, la corriente inversora yo_N es igual a cero porque tiene resistencia infinita en la entrada inversora. Esto significa que toda la corriente que pasa a través del resistor R₂ debe pasar por la resistencia R₁. Si la corriente es la misma, R₁ y R₂ deben estar conectados en serie, dándole

Debido a las resistencias R₁ y R₂ están conectados en serie, puede utilizar la división de tensión. División de tensión le da la relación de tensión entre la entrada inversora v_N y la salida v_O:

La entrada inversora v_N y entrada no inversora v_P son iguales para los amplificadores ideales op. Así que aquí está el enlace entre la tensión de la fuente de entrada v_S y voltaje de salida v_O:

Ahora tiene la relación de la salida de voltaje de la fuente de entrada:

Usted acaba de hacer la tensión de entrada v_S mayor asegurándose de que la relación de las dos resistencias es mayor que 1. Para hacer que la señal de entrada más fuerte, la resistencia de realimentación R₂ debe tener un valor mayor que resistor de entrada R₁. ¡Pedazo de pastel! Por ejemplo, si R₂ = 9 k # 937- y R1 = 1 k # 937-, entonces tienen la siguiente tensión de salida:

Usted ha ampliado el voltaje de entrada por diez. ¡Impresionante!

Analizar un amplificador operacional no inversor único: un seguidor de tensión

Un caso especial de la amplificador no inversor es el seguidor de tensión, en el que la tensión de salida sigue en el paso de bloqueo con lo que la señal de entrada es. En el seguidor de tensión que se muestra aquí, VS está conectado a la terminal no inversora.

Usted puede expresar esta idea como

También se ve que la salida v_O está conectado al terminal inversor, por lo

Un amplificador operacional ideal tiene igual no inversora y el voltaje inversora. Esto significa que las dos ecuaciones anteriores son iguales. En otras palabras

También puede ver el seguidor de tensión como un caso especial del amplificador no inversor con una ganancia de 1, debido a que la resistencia de realimentación R₂ es cero (un cortocircuito) y la resistencia R₁ es infinito (circuito abierto):

La tensión de salida v_O es igual a la tensión de fuente de entrada v_S. La ganancia de tensión es 1, donde la tensión de salida sigue a la tensión de entrada. Pero un pedazo de alambre da una ganancia de 1, también, así que ¿para qué sirve este circuito? Bueno, el seguidor de tensión proporciona una manera de juntar dos circuitos separados, sin tener ellos se afectan entre sí.

Cuando se afectan entre sí de una mala manera, eso se llama carga. Un seguidor de tensión resuelve el problema de carga.