My Request:0Part

Huis > blog > Operationele versterker omkeren

Operationele versterker omkeren

Een inverterende operationele versterker, vaak gebruikt in analoge elektronica, heeft een opstelling waarbij het ingangssignaal verbinding maakt met de negatieve invoer van de operationele versterker.De positieve invoer verbindt meestal met de grond of een stabiele referentiespanning.Deze opstelling speelt een sleutelrol omdat het de versterker in staat stelt de fase van het ingangssignaal om te keren en de sterkte te verhogen volgens een vaste versterking.Deze functionaliteit speelt een belangrijke rol in apparaten en toepassingen zoals audiomixers en elektronische filters waar fase -aanpassing nodig is.

In praktische termen, wanneer u deze versterker instelt, begint u met het koppelen van uw invoersignaal aan de negatieve terminal.Ervoor zorgen dat de positieve terminal geaard is, stabiliseert het circuit en stelt een duidelijk nulspanningspunt in, dat een belangrijke rol speelt bij het bereiken van nauwkeurige versterking.De operationele versterker werkt vervolgens door de input van de negatieve kant te nemen, de fase van het signaal om te keren en de omvang ervan te stimuleren.De versterking - hoe veel het signaal wordt versterkt - hangt af van specifieke weerstanden die in het circuit zijn verbonden.Het aanpassen van deze weerstanden zorgt voor nauwkeurige controle over de uitgang, die nodig is voor toepassingen die specifieke signaalintensiteiten en fasen vereisen.

Catalogus

1. Hoe een operationele versterker werkt

2. Het opzetten van een inverterende operationele versterker

3. Berekening van de spanningsversterking van een inverterende operationele versterker

4. Het ontwerpen van een transresistentie -versterkercircuit

5. Voordelen van het gebruik van een inverterende operationele versterker

6. Uitdagingen met het omkeren van operationele versterkers

7. Praktisch gebruik van het omkeren van operationele versterkers

8. Voorbeeld van operationele versterkers omkeren

9. Hoe te zeggen of een op-amp omkeert of niet inverteren is

10. Conclusie

Figuur 1: Operationele versterker omkeren

Hoe een operationele versterker werkt

Een operationele versterker, algemeen bekend als een op-amp, is een elektronisch apparaat dat spanningssignalen drastisch versterkt.Het wordt voornamelijk gebruikt bij analoge signaalverwerking.Als een apparaat met hoge spanningsversterking heeft een op-amp twee primaire ingangen: een niet-inverterende ingang (gelabeld "+") en een inverterende ingang (gelabeld "-"), plus een enkele uitgang.De kernfunctie is om het spanningsverschil tussen deze twee ingangen te versterken.

Wanneer geconfigureerd in een open-lusconfiguratie zonder externe feedback, kunnen op-AMP's winsten behalen, variërend van 100.000 tot 1.000.000 keer het oorspronkelijke signaal.Met deze immense versterking kan de op-AMP zelfs minusculespanningsverschillen verhogen in de buurt van de maximale uitgangslimiet die is ingesteld door de voeding, een toestand die bekend staat als uitgangsverzadiging.Met een voedingsspanning van ± 15 volt kan een klein inputspanningsverschil bijvoorbeeld de uitgang naar bijna ± 15 volt drijven, wat de snelle responsiviteit en extreme gevoeligheid van de op-AMP benadrukt.

Om deze hoge versterking te beheren en uitvoerverzadiging te voorkomen, bevatten OP-AMP's doorgaans een negatief feedbackmechanisme.Dit proces omvat het verzenden van een deel van de uitgangsspanning terug naar de inverterende ingang, waardoor de uitgang wordt gestabiliseerd en lineariteit wordt gehandhaafd.Met negatieve feedback actief is de op-AMP gelijk aan de spanningen bij beide ingangen, waardoor een voorwaarde wordt gecreëerd die bekend staat als een "virtueel kortsluiting".In wezen werkt de op-amp om de spanning te matchen bij de inverterende ingang aan die bij de niet-inverterende invoer.Als de inverterende ingang niet is geaard, past de op-AMP zijn uitgang aan om de inverterende invoer in de buurt van de grondspanning te brengen, ondanks dat deze niet direct is geaard.Deze opstelling, aangeduid als "virtuele grond", stabiliseert de werking van de op-AMP binnen een specifiek spanningsbereik, ongeacht invoerschommelingen.

Een dergelijke stabiliteit verbetert de prestaties van het circuit en breidt de veelzijdigheid ervan uit, waardoor de op-amp verschillende analoge taken kan verwerken.Deze omvatten filtering, signaalconditionering, versterkingscontrole en verwerkingssignalen van verschillende sensoren.Door het feedbacknetwerk zorgvuldig te ontwerpen, kunnen ingenieurs de prestaties van de op-AMP aanpassen aan specifieke behoeften, zoals het regelen van versterkingsgrootte, het verbeteren van de signaalstabiliteit en het minimaliseren van vervorming.

Een inverterende operationele versterker opzetten

De inverterende operationele versterker is een sleuteltype op-amp-instellingen die een nauwkeurig extern feedbacknetwerk gebruikt.De rol van dit netwerk is om een deel van het uitgangssignaal terug te routeren naar de inverterende invoer van de OP -amp.Een kenmerk van deze opstelling is dat het de fase van het uitgangssignaal ten opzichte van het ingangssignaal met 180 graden omdraait.Het niveau van signaalversterking of versterking wordt geregeld door specifieke weerstanden die bij de invoer en binnen de feedbacklus worden geplaatst.

Inverting Operational Amplifier Configuration

Afbeelding 2: Operationele versterkerconfiguratie omkeren

In deze configuratie maakt een invoerweerstand, gelabeld R_I, rechtstreeks verbinding met de inverterende ingang.Ingenieurs handhaven meestal een lage ingangsspanning om ervoor te zorgen dat de inverterende ingang zo dicht bij de virtuele grond blijft - gemeenschappelijk nul volt - zo mogelijk.Deze strategie helpt bij het stabiliseren van de output van de op -amp onder minimale invoeromstandigheden.

Operationele versterkers bezitten een natuurlijk hoge open-lus gain, wat betekent dat zelfs lichte spanningsschommelingen de output aanzienlijk kunnen beïnvloeden.In een inverterende versterkerinstelling wordt de uitgangsspanning berekend, niet alleen op basis van de ingangsspanning en de verhouding tussen de invoer- en feedbackweerstanden, maar ook op de voedingsspanningsbeperkingen van de OP AMP.

De uitgang van de inverterende versterker vertoont doorgaans een sterke lineariteit, waarbij de uitgangsspanning evenredig verandert met de ingangsspanning, op voorwaarde dat deze binnen het spanningsbereik van de op -amp blijft.Als de ingangsspanning of de geconfigureerde versterking van het circuit te hoog is, kan de uitgang echter het plafond van de voedingsspanning raken, wat leidt tot verzadiging.Deze verzadigingscaps maakt de uitgangsspanning op de voedingslimiet en kan niet-lineaire vervorming veroorzaken.

Om dergelijke problemen te voorkomen en circuitprestaties te optimaliseren, bepaalt de selectie van weerstanden R_I en R_F de vereiste winst en zorgt ervoor dat de versterker het spanningsbereik niet overschrijdt, waardoor ongewenste vervorming of verzadiging wordt vermeden.Het is ook belangrijk om de voedingsspanning te matchen met de verwachte signaalniveaus in de toepassing om een stabiele, vervormingsvrije werking onder verschillende omstandigheden te garanderen.

Het berekenen van de spanningsversterking van een omkeer operationele versterker

Het begrijpen en berekenen van de spanningsversterking van een omkering op-AMP is belangrijk om circuitprestaties en geschiktheid voor een specifieke applicatie te optimaliseren.In deze configuratie hangt de versterkingsregeling af van twee weerstanden: de invoerweerstand (R_I) en de feedbackweerstand (R_F).Hun opstelling bepaalt de fase en amplitude van de uitgangsspanning ten opzichte van de invoer.

Voltage Gain of Inverting Operational Amplifier

Figuur 3: Spanningsversterking van omkeer operationele versterker

Om het circuit in te stellen, is de ingangsweerstand verbonden met de inverterende ingang van de op-amp, terwijl de feedbackweerstand dit op de uitgang verbindt.Deze opstelling dwingt de op-amp om zijn uitgang aan te passen om de grootte van de ingangsspanning te spiegelen, maar om te draaien in fase via de feedbackweerstand, waardoor de inverterende ingang op bijna nulspanning wordt gehouden, een toestand die bekend staat als virtuele grond.De formule voor een gesloten-lusversterking in deze configuratie is:

G = -r_f / r_i

Het negatieve teken duidt op een omkering van 180 graden fase tussen de invoer- en uitgangsspanningen.Positieve input leidt bijvoorbeeld tot negatieve output en vice versa.

Overweeg een real-life scenario waarbij R_I 1KΩ is en R_F 10kΩ is.Het vervangen van deze waarden in de versterkingsformule geeft:

G = -10kΩ / 1kΩ = -10

Deze berekening betekent dat een 1V -ingang zal resulteren in een -10V -uitgang.Deze fase -inversie is met name nuttig in toepassingen die nauwkeurige fasebesturing vereisen, zoals differentiële signaalversterking, bepaalde filterontwerpen en audiotechnologie voor effectenaanpassing of ruisonderdrukking.

Voltage Gain of Inverting Amplifier Example

Figuur 4: Spanningsversterking van het voorbeeld van inverteringsversterker

Deze relatie tussen ingangsspanning en versterking stelt hen in staat om te voorspellen hoe de versterker verschillende invoerniveaus zal verwerken en componenten zal aanpassen om aan specifieke behoeften te voldoen - of dat nu het verbeteren van het signaaldynamisch bereik bij audioverwerking of optimalisatie van signaalomstandigheden in sensorinterfaces is.

Het ontwerpen van een transresistentie -versterkercircuit

Een trans-immedancesversterker (TIA), vaak een stroom-tot-spanning converter genoemd, is ontworpen om een ingangsstroomsignaal om te zetten in een overeenkomstig uitgangsspanningssignaal.De operationele versterker (OP-AMP) vormt de kern van het circuit en is geconfigureerd om een nauwkeurige signaalconversie te garanderen met behoud van stabiliteit en lineariteit.

In een typische trans-impledances-versterkerinstelling wordt het ingangsstroomsignaal (I_IN) omgezet in een spanningsuitgang (V_OUT) via een zorgvuldig geselecteerde feedbackweerstand (R_F).De uitgangsspanning wordt wiskundig gedefinieerd als v_out = -i_in × r_f, waarbij het negatieve teken betekent dat de uitgangsspanning omgekeerd evenredig is met de ingangsstroomrichting.Deze omgekeerde relatie treedt op omdat de inputstroom wordt gevoerd aan de inverterende invoer van de op-amp en via de feedbackweerstand, die een gesloten lus vormt.

Figuur 5: Transresistentie -versterkercircuit

Het kiezen van de juiste op -amp is belangrijk voor het optimaliseren van circuitprestaties.Een low-roise, wideband op amp met sterke DC-kenmerken, zoals de OPA657, is ideaal.Dit type op-amp is goed in het verwerken van subtiele signaalveranderingen en kan een stabiele uitgang over een breed spectrum produceren, waardoor het ideaal is om te interfaceren met sensoren zoals fotodioden.

Bij het selecteren van de feedbackweerstand R_F moet rekening worden gehouden met de vereiste lineaire relatie tussen uitgangsspanning en ingangsstroom.Om bijvoorbeeld een stroombereik van 0 tot 1 μA om te zetten in een spanningsbereik van 0 tot 1 V, zorgt het selecteren van een feedbackweerstand van 1 MΩ ervoor een eenvoudige 1: 1 -conversie van 1 V per microamp van stroomuitgang.

Het bouwen van een trans-immedancesversterker omvat meestal het verbinden van de anode van een sensor (zoals een fotodiode) met een referentiespanning (gemeenschappelijke grond) en de kathode met de inverterende ingang van een op-amp.Een feedbackweerstand van 1 MΩ wordt vervolgens overbrugd van de uitgang van de OP-AMP naar de inverterende invoer.Deze configuratie zorgt voor de integriteit van de signaalpad en de effectiviteit van de feedback van gesloten lus.

Het circuit vereist ook een compatibele voeding, meestal ± 5V, geschikt voor de meeste standaard OP -versterkers en biedt voldoende dynamisch bereik om signalen van componenten zoals fotodioden te verwerken.Het matchen van de voedingsspanning met de specificaties van de op -amp helpt de versterker stabiel en efficiënt te werken.

Door deze zorgvuldige ontwerpkeuzes en -configuraties kan een trans-immedancesversterker een klein stroomsignaal effectief omzetten in een bruikbare spanningsuitgang.Deze functie is waardevol voor verschillende toepassingen die een hoge signaalnauwkeurigheid en snelle responstijden vereisen, zoals meet- en bewakingssystemen.

Voordelen van het gebruik van een inverterende operationele versterker

De omgekeerde operationele versterker staat als een fundamentele component in analoog circuitontwerp, begunstigd in verschillende elektronische toepassingen vanwege de vele voordelen.Deze configuratie, waarbij de versterking wordt aangepast door een eenvoudige relatie tussen de invoerweerstand (R_I) en de feedbackweerstand (R_F), vereenvoudigt het ontwerpproces.Het maakt ook nauwkeurige voorspellingen en aanpassingen van het gedrag van de versterker mogelijk, waardoor consistente en betrouwbare prestaties worden gewaarborgd.

Een belangrijk voordeel van deze configuratie is de precieze controle over winst.Door de formule g = -r_f / r_i te gebruiken, kunnen ontwerpers de winst moeiteloos instellen op een specifieke waarde door geschikte weerstanden te kiezen.Met deze precieze versterkingsregeling kan het uitgangssignaal altijd de omgekeerde fase van het ingangssignaal zijn, waardoor een faseverschuiving van 180 graden wordt bereikt.Deze functie is met name nuttig bij toepassingen zoals differentiële versterking of signaalconditionering, waarbij het aanpassen van de fase van een signaal om uit te lijnen met andere circuitcomponenten nodig is.

Bovendien biedt de inverterende OP -AMP -configuratie een hoge invoerimpedantie en lage uitvoerimpedantie.De verbinding van het ingangssignaal rechtstreeks met de inverterende ingang van de op-amp met hoge impedantie minimaliseert het laadeffect op de signaalbron.Deze bescherming behoudt de integriteit van het signaal en beschermt het tegen mogelijke interferentie.Bovendien vergemakkelijkt de lage uitgangsimpedantie van de versterker het effectieve rijgedrag van verschillende belastingen, waaronder die in latere stadia van het circuit, die gevoelig kunnen zijn voor bronimpedantievariaties.

De implementatie van negatieve feedback in deze opstelling verbetert de bandbreedte en de lineaire respons van de versterker aanzienlijk.Negatieve feedback stabiliseert de winst en beperkt de algehele winst, die op zijn beurt geluid en niet -lineaire vervorming vermindert.Deze kwaliteiten maken de omkering van AMP bijzonder goed geschikt voor toepassingen die een hoge betrouwbaarheid vereisen, zoals audioverwerking en precisiesignaalconditionering.Negatieve feedback verbetert ook de frequentierespons van de versterker en zorgt voor stabiele prestaties over een breed scala aan frequenties.

De ontwerpflexibiliteit van de omkering van AMP maakt verder de opname ervan in meer complexe circuits mogelijk, waaronder integrators, onderscheiders en verschillende filters.Dit aanpassingsvermogen verbreedt het gebruik ervan in sectoren, variërend van industrieel en wetenschappelijk onderzoek tot consumentenelektronica, waardoor het een onschatbaar hulpmiddel is voor complexe signaalverwerkingsproblemen.

Uitdagingen met het omkeren van operationele versterkers

Hoewel het omkeren van OP -AMP's veel worden gebruikt in elektronisch ontwerp voor hun eenvoudige winst- en fase -inversiemogelijkheden, hebben ze ook enkele belangrijke nadelen die hun effectiviteit in bepaalde toepassingen kunnen beïnvloeden.

Een belangrijke uitdaging omvat inputimpedantie.In tegenstelling tot niet-inverterende versterkers, die doorgaans een hoge ingangsimpedantie hebben, wordt de ingangsimpedantie van een inverterende versterker beperkt door de invoerweerstand (R_I) die is aangesloten op de inverterende ingang.Deze beperking kan problematisch zijn in toepassingen die signaalverwerving vereisen van bronnen met hoge impedantie, zoals sensoren, omdat de lagere impedantie de bron kan overbelasten, de signaalkwaliteit en integriteit kan verminderen.

Bovendien kan de inherente fase -inversie van inverterende versterkers (het uitgangssignaal is 180 graden uit fase met de invoer) toepassingen die een consistente signaalfase vereisen.Bij complexe signaalverwerkingstaken en synchronisatie -bewerkingen is fase -uitlijning erg belangrijk voor systeemprestaties, en dit kenmerk is vaak ongewenst.

De winst van een inverterende versterker wordt ook beperkt door de verhouding van R_I tot de feedbackweerstand (R_F).Het instellen van de versterking is eenvoudig, maar het behalen van zeer hoge winsten vereist een grote r_f, die de gevoeligheid van het circuit voor externe ruis verhoogt.Dit is vooral zorgwekkend in omgevingen met zwakke signalen of hoge omgevingsgeluid.

Bovendien hangt de prestaties van een inverterende versterker sterk af van de kwaliteit en nauwkeurigheid van externe componenten zoals weerstanden en condensatoren.In scenario's die hoge prestaties vereisen, vereist deze afhankelijkheid het gebruik van dure componenten met een hoog nauwkeurige om circuitstabiliteit en responsiviteit te behouden, waardoor de productiekosten worden verhoogd.

De inverterende configuratie is ook zeer gevoelig voor de interne kenmerken van de OP-AMP, zoals invoer biasstroom, invoer offsetspanning en ruis.Het kiezen van een geschikt OP AMP -model in precisietoepassingen vereist zorgvuldige overweging van deze parameters om de prestaties te verbeteren en fouten te minimaliseren.

Een ander probleem is dat het ingangssignaal rechtstreeks is verbonden met de inverterende ingang, waardoor de versterker vatbaar is voor signalen voor gemeenschappelijke modus.Deze signalen beïnvloeden zowel de positieve als negatieve ingangen, en als differentiële signaalverwerking niet correct wordt beheerd, kunnen circuitprestaties ernstig worden aangetast.

Hoewel het omkeren van OP -AMP's populair is in veel circuitontwerpen, vereisen deze potentiële nadelen zorgvuldig overweging door de ontwerper.Voor krachtige of hoge gevoeligheidstoepassingen kunnen alternatieve versterkertypen of circuitconfiguraties beter geschikt zijn om deze uitdagingen aan te pakken en aan specifieke behoeften aan te gaan.

Praktisch gebruik van het omkeren van operationele versterkers

Het omkeren van operationele versterkers zijn een integraal onderdeel van het ontwerp van het elektronisch circuit, gewaardeerd voor hun vermogen om de fase van inputsignalen om te keren en te versterken volgens de opgegeven ontwerpvereisten.Deze dubbele mogelijkheid van fase -inversie en signaalversterking maakt ze bijzonder nuttig in diverse elektronische toepassingen, vooral wanneer aanpassingen aan zowel de amplitude als de fase van signalen nodig zijn.

Application of Inverting Operational Amplifier

Figuur 6: Toepassing van de omkering van operationele versterker

In de wereld van signaalconditionering is het omkeren van OP -versterkers belangrijk voor het stimuleren van zwakke signalen naar robuustere niveaus die geschikt zijn voor gedetailleerde analyse en verwerking.Deze functie speelt een belangrijke rol in apparaten zoals medische apparatuur en meetinstrumenten, waarbij kleinere sensoruitgangen worden omgezet in grotere spanningssignalen die nauwkeuriger kunnen worden geanalyseerd en verwerkt.Door de waarden van de feedback- en invoerweerstanden zorgvuldig te selecteren, kunnen de versterking en fase van het signaal nauwkeurig worden aangepast om het signaalconditioneringseffect te verbeteren.

In de audio -industrie wordt het omkeren van operationele versterkers vaak aangetroffen bij het mengen van consoles en geluidseffectenprocessors.Ze zijn de sleutel tot het creëren van audio -effecten zoals echo-, faseverschuivings- en dynamische bereikaanpassingen.Met deze versterkers kunnen audio -ingenieurs de fase en amplitude van het audiosignaal fijn aanpassen om specifieke technische resultaten te bereiken.

Het omkeren van OP -AMP's is ook fundamenteel bij het construeren van integrators en onderscheiders, die een belangrijke rol spelen in analoge computers, besturingssystemen en geavanceerde signaalverwerkingstaken.In besturingssystemen helpen deze componenten bijvoorbeeld bij integrale en differentiële bewerkingen die nodig zijn voor precieze feedbackmechanismen, waarbij operationele versterkers omkeren om ervoor te zorgen dat deze bewerkingen nauwkeurig en betrouwbaar zijn.

Bovendien worden omkeren operationele versterkers veelvuldig gebruikt bij het ontwerp van verschillende analoge filters.Door verschillende weerstands- en condensatorcombinaties te integreren in hun feedbacklussen, kunnen ontwerpers low-pass, high-pass, band-pass en band-stop filters maken.Deze filters spelen een belangrijke rol in signaalverwerking en communicatiesystemen voor het isoleren of uitsluiten van specifieke signaalcomponenten van complexe signalen.

In het ontwerp van de voeding worden omkeren operationele versterkers gebruikt om spanningspolariteit om te zetten, zoals het wijzigen van de positieve spanning naar negatief en vice versa.Deze functie is vooral gunstig in toepassingen die bipolaire voedingen vereisen, inclusief bepaalde gemengde analoge en digitale circuitconfiguraties.

Het omkeren van operationele versterker voorbeeld

Het omkeren van operationele versterkers worden vaak gebruikt in elektronische signaalverwerking om laagspanningssignalen van sensoren te verwerken.Deze versterkers zijn in staat om de signaalsterkte te stimuleren en de fase om te keren, waardoor ze ideaal zijn voor verdere elektronische toepassingen.

Ontwerp doelen

Het doel van dit ontwerp is om kleine sensorsignalen in het bereik van 0-10 mV te versterken tot het sterkere en meer bruikbare spanningsbereik van 0-1 V. Deze versterking maakt het signaal niet alleen gemakkelijker te lezen, maar bereidt ook het signaal voor op een bredereBereik van spanningsverwerking, het verbeteren van de prestaties van data -acquisitie- en analysesystemen.Door de zwakke signalen te versterken, zorgen we ervoor dat ze kunnen worden omgezet via een analoog-naar-digitale converter (ADC) en digitaal worden verwerkt.

Figuur 7: TL081 Operationele versterker

Circuitontwerp en ontwikkeling

Kies voor een nauwkeurige, schone signaalversterking een TL081 of OP07 OP-AMP.Deze OP -AMP's zijn voorzien van lage invoer offsetspanning en minimale ruis, belangrijke attributen die fouten en signaalonderbrekingen voorkomen, zelfs bij zeer lage ingangssignalen.

Om de doelwinst van -100 te bereiken, is de weerstandsverhouding erg belangrijk.Omdat het gebruikelijk is en gemakkelijk te integreren is en R_I instelt op 1KΩ, berekenen we R_F op 100 kΩ (100 keer r_i).Deze weerstandsinstelling versterkt effectief het ingangssignaal met een factor 100.

De uitgang van de temperatuursensor is verbonden met r_i, die vervolgens is verbonden met de inverterende ingang van de op-amp, waardoor het juiste signaal in de versterker gaat.

De eerder bepaalde R_F is verbonden vanuit de uitvoer van de op-amp terug naar de inverterende invoer om een negatieve feedback-lus te vormen, die het verkrijgen van de gewenste versterking en fase-inversie ondersteunt.

De niet-inverterende ingangsterminal van de OP-AMP is verbonden met de grond om een stabiele referentiespanning te bieden voor de werking van het circuit.

Het uitgangssignaal van de versterker, nu versterkt tot een bereik van 0 tot -1 V, is klaar voor verdere verwerking, zoals polariteitsconversie of niveauaanpassing.

Testen en afstemming

Volg na het samenstellen van het circuit deze stappen om de functionaliteit ervan te verifiëren:

Een precisiespanningsbron van bekende kleine spanning (bijvoorbeeld 5 mV) wordt in het circuit geïntroduceerd.

Controleer de uitgangsspanning, deze moet ongeveer -500 mV zijn.Dit bevestigt de nauwkeurigheid van faseomkering en signaalversterking.Als de metingen zijn uitgeschakeld, moet u mogelijk R_F of R_I aanpassen om de winst te verfijnen.

Hoe je kunt zeggen of een op-amp omkeert of niet-inverteren is

In het elektronische circuitontwerp beïnvloedt het weten of een op-amp wordt ingesteld als een inverterende of niet-inverterende versterker de functionaliteit en de juiste toepassing van de versterker beïnvloeden.OP -versterkers worden vaak gebruikt om signalen te stimuleren.Hun instellingen bepalen de signaalverwerking, die de versterking en fase beïnvloeden.

Inverting Amplifier vs Non-inverting Amplifier

Figuur 8: Inverting versterker versus niet-inverterende versterker

Controleer de invoerverbinding om een inverterende OP-AMP te identificeren.Het zou moeten linken naar de inverterende input van de op-AMP, vaak gemarkeerd met een "-" of "in-."Deze opstelling bevat meestal een feedbacklus met een of meer weerstanden tussen de output van de op-amp en de inverterende invoer.De lus streeft naar een specifieke versterking en zorgt ervoor dat het uitgangssignaal 180 graden uit fase is met de ingang - het verbieden van het uitgangssignaal.

De niet-inverterende invoer in deze opstelling, in het algemeen gemarkeerd "+" of "in+", is verbonden met de grond of een stabiele referentiespanning.Deze verbinding stabiliseert de op-amp.De sterkte en richting van de output hangen af van de verhouding van de feedbackweerstand en de invoerweerstand.

Omgekeerd verbindt een niet-inverterende OP-AMP het ingangssignaal met zijn niet-omkerende ingang.Het belangrijkste kenmerk hier is dat het uitgangssignaal dezelfde fase behoudt als het ingangssignaal.

Deze configuratie bevat een feedbacknetwerk, meestal een spanningsverdeler gemaakt van twee weerstanden, van de output van de op-AMP terug tot zijn niet-inverterende invoer.Deze opstelling past de versterking van de versterker aan met behoud van de fase van het signaal.

Om de configuratie praktisch te bepalen, observeer de fase van het uitgangssignaal ten opzichte van de invoer.Een inverterende setup toont de uitvoer- en invoersignalen als uit fase, terwijl een niet-inverterende setup fase-uitlijning handhaaft.Het gebruik van een oscilloscoop vereenvoudigt dit proces, waardoor snelle en nauwkeurige fase -vergelijkingen mogelijk zijn.

Conclusie

Een grondig begrip van de opstelling van een omgekeerde op-AMP en de functionaliteit ervan verrijkt ons greep op OP-AMP-bewerkingen en hun rol bij het verwerken van elektronische signalen.Een omgekeerde operationele versterker, gekenmerkt door zijn vermogen om signalen te versterken en hun fase om te keren, verbindt het ingangssignaal met de omkeeringang.Het integreert een extern feedbacknetwerk om deze effecten te bereiken.

De sleutel tot het gebruik van een inverterende op -amp ligt effectief in de configuratie ervan.Door het ingangssignaal te koppelen aan de inverterende ingang die typisch is gemarkeerd met een "-", en een reeks weerstanden terug te verbinden naar dit punt uit de uitgang, versterkt het circuit niet alleen het signaal, maar keert ook de fase om.Deze specifieke opstelling biedt het voordeel van hoge ingangsimpedantie en lage uitgangsimpedantie.

Door het strategische ontwerp van feedbacknetwerken en een oordeelkundige selectie van configuratie -instellingen, kunnen operationele versterkers worden geoptimaliseerd om specifieke technische uitdagingen aan te gaan.Ze spelen een cruciale rol in alles, van eenvoudige signaalversterking tot meer geavanceerde taken met signaalverwerking en besturingssystemen, waardoor kritieke functionaliteit in tal van toepassingen wordt geboden.

Veelgestelde vragen [FAQ]

1. Waarom wordt het een inverterende versterker genoemd?

Een inverterende versterker is zo genoemd omdat het het ingangssignaal ondersteboven in zijn uitgang draait.In eenvoudiger termen, als het ingangssignaal omhoog gaat, gaat het uitgangssignaal omlaag en vice versa.Het gebruikt wat negatieve feedback wordt genoemd, waarbij een deel van de uitvoer wordt teruggelopen naar de invoer om de versterking te stabiliseren en te regelen.

2. Waarom gebruiken we een inverterende versterker?

We gebruiken omkeerversterkers, vooral omdat ze helpen bij het verminderen van signaalvervorming, waardoor de uitgang schoner en nauwkeuriger is dan de oorspronkelijke invoer.In tegenstelling tot niet-inverterende versterkers, kan het omkeren van versterkers de sterkte van een signaal verminderen, niet alleen verhogen.Deze mogelijkheid om zowel versterking als verzwakking te beheersen, maakt ze zeer nuttig in verschillende toepassingen.

3. Wat is het verschil tussen een versterker en een operationele versterker (OP-AMP)?

Het belangrijkste verschil is in functionaliteit en prestaties.Regelmatige versterkers, zoals die van BJT (bipolaire junctie transistor) of FET (veldeffecttransistor), verhogen voornamelijk het vermogen van signalen.Operationele versterkers kunnen daarentegen veel meer doen dan alleen versterken.Ze worden in circuits gebruikt om wiskundige bewerkingen uit te voeren, zoals toevoeging, aftrekking, integratie en differentiatie.Op-AMP's bieden meestal een hogere winst en worden minder beïnvloed door ruis, waardoor ze veelzijdig en betrouwbaarder worden voor complexe elektronische taken.

4. Is een inverterende versterker een type negatieve feedbackversterker?

Ja, een inverterende versterker is een soort negatieve feedbackversterker.Het bevat negatieve feedback door een deel van het uitgangssignaal terug te sturen naar de invoer.Deze feedback helpt bij het beheersen en stabiliseren van de winst van de versterker, zodat deze consistent blijft ondanks variaties in andere omstandigheden.Hoewel deze opstelling de maximale versterking vermindert die de versterker kan bereiken, verbetert het de nauwkeurigheid en stabiliteit aanzienlijk.

Gerelateerde blog

Fundamentals van op-amp circuits
2023/12/28
~~In de ingewikkelde wereld van elektronica leidt een reis naar zijn mysteries ons steevast naar een caleidoscoop van circuitcomponenten, zowel voortref...~~
Hoeveel nullen in een miljoen, miljard, triljoen?
2024/07/29
~~Million vertegenwoordigt 106, een gemakkelijk te begrijpen figuur in vergelijking met alledaagse items of jaarsalarissen. Miljard, gelijk aan 109, beg...~~
Uitgebreide gids voor SCR (siliciumgestuurde gelijkrichter)
2024/04/22
~~Siliciumgestuurde gelijkrichters (SCR), of thyristors, spelen een cruciale rol in de elektronische technologie van de kracht vanwege hun prestaties en...~~
CR2032 lithium-ionbatterij: multi-scenario-toepassingen en zijn unieke voordelen
2024/01/25
~~De CR2032-batterij, een veelgebruikte muntvormige lithium-ionbatterij, is essentieel in veel elektrische producten met een laag vermogen zoals digital...~~
BC547 Transistor uitgebreide gids
2024/07/4
~~De BC547 -transistor wordt vaak gebruikt in verschillende elektronische toepassingen, variërend van basissignaalversterkers tot complexe oscillatorci...~~
Wat is een thermistor
2023/12/28
~~Op het gebied van moderne elektronische technologie wordt het verdiepen in de aard en het werkmechanisme van thermistors een cruciale onderneming.Deze...~~
Verken het verschil tussen PCB en PCBA
2024/04/16
~~Een PCB dient als de ruggengraat van elektronische apparaten.Gemaakt van een niet-geleidend materiaal, ondersteunt het fysiek componenten, terwijl het...~~
NPN- en PNP -transistors
2023/12/28
~~Voor het verkennen van de wereld van moderne elektronische technologie is het essentieel om de basisprincipes en toepassingen van transistoren te begr...~~
IRLZ44N MOSFET -datasheet, circuit, equivalent, pinout
2024/08/28
~~De IRLZ44N is een veelgebruikte N-kanaalmower MOSFET.Bekend om zijn uitstekende schakelmogelijkheden, is het zeer geschikt voor tal van toepassingen, ...~~
Wat is een solenoïde schakelaar
2023/12/26
~~Wanneer een elektrische stroom door de spoel stroomt, trekt het resulterende magnetische veld de ijzeren kern aan of stoot deze af, waardoor deze bewe...~~