Niet-inverterende versterker

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Operationele versterker, model 1458 of 353 aanbevolen (respectievelijk Radio Shack-catalogus # 276-038 en 900-6298)
• Drie 6 volt batterijen
• Twee 10 kΩ-potentiometers, lineaire taper (Radio Shack-catalogus # 271-1715)

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 3, hoofdstuk 8:"Operationele versterkers"

LEERDOELSTELLINGEN

• Om te illustreren hoe je een op-amp als een single-ended versterker gebruikt
• Om te illustreren hoe je verdeelde negatieve feedback kunt gebruiken

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Deze schakeling verschilt in slechts één opzicht van de spanningsvolger:de uitgangsspanning wordt "teruggekoppeld" naar de inverterende (-) ingang via een spanningsdelende potentiometer in plaats van rechtstreeks te worden aangesloten. Met slechts een fractie van de uitgangsspanning die wordt teruggevoerd naar de inverterende ingang, zal de op-amp een corresponderend veelvoud uitvoeren van de spanning die wordt gemeten aan de niet-inverterende (+) ingang om de differentiële ingangsspanning dichtbij nul te houden.

Met andere woorden, de op-amp zal nu functioneren als een versterker met een regelbare spanningsversterking, die versterking wordt bepaald door de positie van de feedbackpotentiometer (R₂ ).

Stel R₂ in tot ongeveer de middenpositie. Dit zou een spanningsversterking van ongeveer 2 moeten opleveren. Meet zowel ingangs- als uitgangsspanning voor verschillende posities van de ingangspotentiometer R₁ . Verplaats R₂ naar een andere positie en herneem spanningsmetingen voor verschillende posities van R₁ . Voor een bepaalde R₂ positie, moet de verhouding tussen uitgangs- en ingangsspanning hetzelfde zijn.

Je zult ook merken dat de ingangs- en uitgangsspanningen altijd positief zijn ten opzichte van aarde. Omdat de uitgangsspanning in positieve richting stijgt voor een positieve toename van de ingangsspanning, wordt deze versterker niet-inverterend genoemd. .

Als de uitgangs- en ingangsspanningen op een omgekeerde manier aan elkaar waren gerelateerd (d.w.z. positief toenemende ingangsspanning resulteert in een positief afnemende of negatief toenemende uitgang), dan zou de versterker bekend staan ​​als een inverterende type. De mogelijkheid om op deze manier een op-amp te gebruiken om een ​​versterker met regelbare spanningsversterking te creëren, maakt dit circuit buitengewoon nuttig.

Het zou nogal wat meer ontwerp- en probleemoplossingsinspanningen vergen om een ​​soortgelijk circuit te produceren met discrete transistors. Probeer R₂ aan te passen voor maximale en minimale spanningsversterking.

Wat is de laagste spanningsversterking haalbaar met deze versterkerconfiguratie? Waarom denk je dat dit is?

COMPUTERSIMULATIE

Schema met SPICE-knooppuntnummers:

Netlijst (maak een tekstbestand met de volgende tekst, letterlijk):

Niet-inverterende versterker vinput 1 0 r2 3 2 5k r1 2 0 5k rbogus 1 0 1meg e1 3 0 1 2 999meg rload 3 0 10k .dc vinput 5 5 1 .print dc v(1,0) v(3,0 ) .eind 

Met R₁ en R₂ gelijk ingesteld op 5 kΩ in de simulatie, bootst het de feedbackpotentiometer na van het echte circuit in de middenpositie (50%). Om de potentiometer op 75% te simuleren, stelt u R₂ . in tot 7,5 kΩ en R₁ tot 2,5 kΩ.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Inverterende en niet-inverterende OpAmp-spanningsversterkercircuits werkblad