Altifigence Academy

23 / 32 · Konsep

Tahap nonpembalik mempertahankan polaritas masukan

Rancang penguatan di sekitar acuan dan bedakan penyangga dari sumber daya.

Pembagi umpan balik menetapkan penguatan

Hubungkan Vin ke V+, Rf dari keluaran ke V−, dan Rg dari V− ke Vref. Dengan loop linear stabil ideal dan arus masukan dapat diabaikan, KCL memberi Vo=Vref+(1+Rf/Rg)(Vin−Vref)V_o=V_{ref}+(1+R_f/R_g)(V_{in}-V_{ref}). Penguatan sinyal dan derau sama-sama 1+Rf/Rg1+R_f/R_g untuk topologi sederhana ini. Pengikut merupakan kasus khusus umpan balik keluaran langsung dan penguatan satu.

Misalkan Vref = 1.65 V, Rg = 10 kΩ, dan Rf = 100 kΩ. Penguatan 11. Masukan sensor 1.67 V menghasilkan keluaran ideal 1.87 V, penyimpangan 220 mV di atas acuan. Pada masukan 1.63 V, keluaran 1.43 V. Jadi rentang masukan ±20 mV dipetakan ke 1.43–1.87 V, dengan ruang cukup di dalam asumsi rentang keluaran 0.2–3.1 V.

Pembebanan tetap ada

Masukan nonpembalik ideal memiliki resistansi tak hingga, tetapi op-amp nyata memiliki resistansi masukan, kapasitansi, dan arus bias. Sumber dengan resistansi 10 kΩ dan arus bias 10 nA dapat memperoleh kesalahan masukan 100 μV, yang diubah penguatan 11 menjadi kesalahan keluaran sekitar 1.1 mV. Tanda bergantung pada arah arus. Sertakan suku ini secara terpisah dari tegangan offset masukan.

Penyangga keluaran menyediakan isolasi tegangan tetapi mengambil energi dari catunya. Ia tidak dapat mengirim arus beban tanpa batas. Pada 1.87 V ke 10 kΩ ke ground, arus beban 0.187 mA. Ke 100 Ω, arusnya 18.7 mA, persyaratan perangkat yang sangat berbeda. Umpan balik tidak menghilangkan batas arus keluaran.

Pilih rasio dan nilai absolut

Mengubah Rg/Rf dari 10 kΩ/100 kΩ menjadi 1 kΩ/10 kΩ mempertahankan penguatan ideal tetapi menaikkan arus jaringan umpan balik serta mengubah efek derau dan arus bias. Untuk masukan ini, arus melalui Rg adalah (1.67 − 1.65)/10 kΩ = 2 μA. Simpan tabel koneksi dan bedakan arus ke acuan dari arus ke beban.

Acuan harus dapat menangani arus umpan balik itu. Catatan bias catu tunggal ADI menjelaskan pertimbangan acuan dan decoupling praktis.

Coba sendiri

Penguat nonpembalik membutuhkan penguatan 6. Pilih Rf jika Rg = 10 kΩ, dan cari keluaran untuk Vin = 1.70 V dengan Vref = 1.65 V.

Baca penjelasan

Rf = (6 − 1) × 10 kΩ = 50 kΩ. Vo = 1.65 + 6 × 0.05 = 1.95 V berdasarkan asumsi linear ideal.

Pilihan berlaku di peramban ini. Ubah kapan saja di bagian bawah halaman.