Elektronica Componenten: gesloten lusversterkers - dummies

Open-loop-op-amp-circuits zijn niet erg handig als elektronische versterkers omdat ze zo gemakkelijk verzadigd zijn. Om een ​​versterker geschikt te maken als een versterker, moet je hem gebruiken in een feedbackcircuit, die de gain reduceert tot een meer beheersbare hoeveelheid, zodat inputspanningen die bruikbaar (en zelfs meetbaar!) Kunnen worden versterkt betrouwbaar.

U bent waarschijnlijk al bekend met het concept van feedback. Je hebt waarschijnlijk in een auditorium zitten luisteren naar iemand die in een public-address-systeem praat toen er plotseling een doordringend geluid uit de speakers kwam. Dat geschreeuw was feedback. In het geval van het omroepsysteem nam de microfoon een deel van de uitvoer van de luidsprekers op en stuurde deze opnieuw door de versterker. Het resultaat was een irritante hoge piep.

Niet alle feedback is echter slecht. In een op-amp-versterkerschakeling wordt terugkoppeling gebruikt om de enorme versterking van de open lus versterking te verminderen tot een meer beheersbare versterking, zoals 10. Hiertoe wordt het uitgangssignaal teruggevoerd naar de ingang via de V _{+ < terminal. Een weerstand wordt gebruikt om de spanning te verminderen die naar de ingang wordt teruggevoerd.} Dit type circuit wordt een

closed loop-versterker genoemd omdat er een pad met een gesloten circuit bestaat tussen de uitgang en de ingang. (Nu begrijp je waarom een ​​opamp-schakeling zonder de feedbacklus een open-lusversterker wordt genoemd. )

De meest voorkomende op-amp-configuratie wordt een

inverterende versterker genoemd omdat de spanning van de uitgang tegenover de spanning van de ingang ligt. In een inverterende versterkerschakeling werkt het ingangssignaal zich een weg door een weerstand op weg naar de V

- _{ingang, en de uitgang wordt teruggelust in de V-ingang via een tweede weerstand. Deze weerstanden worden aangeduid met R1 en R2. U kunt eenvoudig de totale spanningsversterking van het circuit berekenen met behulp van deze formule:}

Hier wordt de versterking aangeduid als A

CL ₍ CL staat voor gesloten lus ). Als R1 1 k is en R2 10 k is, zal de spanningsversterking van het circuit -10 zijn. Als de ingangsspanning dan +0 is. 5 V, de uitgangsspanning is -5 V (0. 5 -10).

Let op: het negatieve teken is vereist in een inverterende versterkerschakeling, dus positieve ingangen geven negatieve uitgangen en vice versa.

Een gesloten-lusversterker kan ook worden ontworpen als een

niet-inverterende versterker waarin de uitgangsspanning niet wordt omgekeerd. Om dat te doen, keert u simpelweg de ingangen om. In plaats van de ingangsspanning via een weerstand op V - _{aan te sluiten en V} + _{te aarden, aardt u V} - _{via een weerstand en sluit u de ingangsspanning aan op V < +} .Het feedbackcircuit is hetzelfde; de uitgang is via weerstand R2 verbonden met de V-ingang. _{De formule voor het berekenen van de versterking voor een niet-inverterende versterker verschilt enigszins van de formule voor een inverterende versterker:} Als R1 1 k is en R2 10 k is, is de versterking 11. Dus een ingangsspanning van 0. 5 V resulteert in een uitgangsspanning van +5. 5 V.