Неинвертирующая ступень сохраняет полярность входа

Делитель обратной связи задаёт усиление

Соедините Vin с V+, Rf от выхода к V− и Rg от V− к Vref. При идеальном устойчивом линейном контуре и пренебрежимых входных токах KCL даёт $V_o=V_{ref}+(1+R_f/R_g)(V_{in}-V_{ref})$. Сигнальное и шумовое усиления оба равны $1+R_f/R_g$ для простой топологии. Повторитель — частный случай прямой обратной связи выхода и единичного усиления.

Пусть Vref = 1.65 V, Rg = 10 kΩ, Rf = 100 kΩ. Усиление — 11. Вход датчика 1.67 V даёт идеальный выход 1.87 V, отклонение 220 mV выше опоры. При входе 1.63 V выход — 1.43 V. Диапазон входа ±20 mV поэтому отображается в 1.43–1.87 V, с запасом внутри предполагаемого диапазона 0.2–3.1 V.

Нагрузка остаётся

Идеальный неинвертирующий вход имеет бесконечное сопротивление, реальный усилитель — входные сопротивление, ёмкость и ток смещения. Источник с сопротивлением 10 kΩ и током смещения 10 nA может получить входную ошибку 100 μV, которую усиление 11 превращает примерно в 1.1 mV выходной ошибки. Знак зависит от направления тока. Включайте член отдельно от входного напряжения смещения.

Выходной буфер изолирует напряжение, но берёт энергию из питания. Он не даёт неограниченный ток нагрузки. При 1.87 V на 10 kΩ к земле ток — 0.187 mA. На 100 Ω — 18.7 mA, совсем другое требование устройству. Обратная связь не устраняет ограничения выходного тока.

Выбирайте отношения и абсолютные значения

Изменение Rg/Rf с 10 kΩ/100 kΩ на 1 kΩ/10 kΩ сохраняет идеальное усиление, но повышает ток обратной сети и меняет шум и эффекты тока смещения. Для этого входа ток Rg — (1.67 − 1.65)/10 kΩ = 2 μA. Храните таблицу соединений и различайте ток к опоре и ток нагрузки.

Опора должна обрабатывать эти токи обратной связи. Заметка ADI о смещении при однополярном питании объясняет практические вопросы опоры и развязки.