Opampların olumlu ve olumsuz geri bildirimleri ne kadar farklı? Her ikisinin de mevcut olduğu bir devre nasıl analiz edilir?

13

Bir opampta, pozitif giriş hakkındaki geribildirim doygunluk moduna geçirir ve çıkış V + - V- ile aynı işarete sahiptir; negatif girişle ilgili geri bildirim onu "regülatör moduna" yerleştirir ve ideal olarak Vout, V + = V- olacak şekildedir.

Opamp geri bildirime bağlı olarak davranışını nasıl değiştirir? Daha genel bir "davranış yasasının" bir parçası mı? [Düzenle: Eklenen voltaj hatlarında bir şey, + geri besleme durumunda azaltmak yerine hatayı artırıyor mu?]
Her ikisinin de mevcut olduğu devreleri nasıl analiz edebiliriz?

Her ikisini de aynı anda tutarlı bir şekilde cevaplayanlar bir pot oyu kazanır.

resim açıklamasını buraya girin

operational-amplifier analog feedback

— Bay Mystère
kaynak

Devreleri herhangi bir geri besleme ile analiz etmek için genel bir yöntemi tanımlayan bir teorem vardır, aradığınız şey bu mu?

— Vladimir Cravero

Bu sitede bir yerlerde temel op-amp operasyonunun üstün bir açıklaması var, ben sadece bulamıyorum. Sitenin daha deneyimli üyelerinden bazıları buraya bağlayabilir, bu yüzden sadece bu yorumu ekleyeceğim: Op-amp'leri muhtemelen girişleri eşit olmaya çalıştığınızı düşünmek yeterli. Bundan biraz daha nüanslı.

— scld

Her ikinize de evet, genel analiz yöntemlerinin opampların davranışları hakkında sağlam bir anlayışa dayandığını düşünüyorum, bu yüzden her ikisini de ele almak istiyorum.

— Bay Mystère

1

Soruyu cevaplamak için poz ile neyin bağlı olduğunu bilmek gerekir. terminal: İdeal bir voltaj veya akım kaynağı? Bazı ek dirençler?

— LvW

@LvW, aslında gerekli değildir, çünkü tipik olarak, girdinin bir kaynak tarafından yönlendirildiğini varsayıyoruz . Bir gerilim kaynağı, daha sonra ise

. Bir akım kaynağı ise,

. Bu sonuç,

veya

bu ayrıntıları bağımsızdır.

v = v_{S}

$v = v_S$

i = i_{S}

$i = i_S$

v = - i R

$v = -iR$

v_{o} = 2 v

$v_o = 2v$

— Alfred Centauri

10

Op-amp her zaman diferansiyel amplifikatör gibi davranır ve devrenin davranışı geribildirim ağına bağlıdır. Negatif geri besleme baskınsa, devre doğrusal bölgede çalışır. Olumlu geribildirim baskınsa, o zaman doygunluk bölgesinde.
Bence sanal kısa prensip olan koşulu sadece olumsuz geribildirim baskın olduğunda geçerlidir. Negatif geri beslemenin baskın olduğundan emin değilseniz, op-amp'i diferansiyel amplifikatör olarak düşünün. Devreyi analiz etmek için ve ve cinsinden bulun . Daha sonra aşağıdaki formüle geçin, hesaplar $V^+ = V^-$ $V^+$ $V^-$ $V_{in}$ $V_{out}$ $V_{o u t} = A_{v} (V^{+} - V^{-})$ $V_{out} = A_v(V^+-V^-)$ ve ardından sınırını uygulayın $V_{out}/V_{in}$ $A_v\rightarrow\infty$
sonlu ise net geri besleme negatiftir . Eğer başka bir , daha sonra, sona geri besleme pozitiftir. $V_{out}/V_{in}$ $V_{out}/V_{in} \rightarrow \infty$

V^{+} = V_{i n} and V^{-} = V_{o u t} / 2

$V^+ = V_{in}\ \text{and}\ V^- = V_{out}/2$

V_{o u t} = A_{v} (V_{i n} - V_{o u t} / 2)

$V_{out} = A_v(V_{in} - V_{out}/2)$

lim_{A_{v} \to \infty} \frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = lim_{A_{v} \to \infty} \frac{A_{v}}{1 + A_{v} / 2} = 2

$\lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{V_{out}}{V_{in}} = \lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{A_v}{1+A_v/2} = 2$

V_{o u t} = 2 V_{i n}

$V_{out} = 2V_{in}$

V_{o u t} / V_{i n}

$V_{out}/V_{in}$

$\mathrm{\underline{Non-ideal\ source:}}$
Yukarıdaki analizde nin ideal bir voltaj kaynağı olduğu varsayılmaktadır. ideal olmadığında ve iç direnci olduğunda durum göz önüne alındığında . burada $V_{in}$ $V_{in}$ $R_s$

V^{+} = V_{o u t} + (V_{i n} - V_{o u t}) f_{1} and V^{-} = V_{o u t} / 2

$V^+ = V_{out}+(V_{in}-V_{out})f_1\ \text{ and }\ V^- = V_{out}/2$

f_{1} = \frac{R}{R + R_{s}}

$f_1 = \dfrac{R}{R+R_s}$

V_{o u t} = A_{v} (V_{o u t} / 2 + (V_{i n} - V_{o u t}) f_{1})

$V_{out} = A_v(V_{out}/2+(V_{in}-V_{out})f_1)$

V_{o u t} (1 - A_{v} / 2 + A_{v} f_{1}) = A_{v} f_{1} V_{i n}

$V_{out}(1-A_v/2+A_vf_1) = A_vf_1V_{in}$

lim_{A_{v} \to \infty} \frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = lim_{A_{v} \to \infty} \frac{f_{1}}{\frac{1}{A_{v}} - \frac{1}{2} + f_{1}}

$\lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{V_{out}}{V_{in}} = \lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{f_1}{\frac{1}{A_v}-\frac{1}{2}+f_1}$

\frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = \frac{f_{1}}{f_{1} - \frac{1}{2}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{f_1}{f_1-\frac{1}{2}}$

case1: $R_s\rightarrow 0,\ f_1\rightarrow 1,\ V_{out}/V_{in}\rightarrow 2$

case2: $R_s\rightarrow R,\ f_1\rightarrow 0.5,\ V_{out}/V_{in}\rightarrow \infty$

$%case3: R_s \rightarrow \infty,\ f_1 \rightarrow 0,\ V_{out}/V_{in} \rightarrow 0$

Çıktı case1'de sonludur ve bu nedenle bu koşullarda net geri besleme negatiftir ( ). Ancak negatif geri besleme baskın olmaz. $R_s < R$ $R_s = R$

$\mathrm{\underline{Application:}}$
Durum1 bu devrenin normal çalışmasıdır, ancak kazanç 2 olan bir amplifikatör olarak kullanılmaz. Bu devreyi herhangi bir devreye yük olarak bağlarsak, bu devre negatif yük olarak işlev görebilir (emmek yerine gücü serbest bırakır).

Analize devam edersek, ( ) geçen akım , eşdeğer direncin hesaplanması $R$

I_{i n} = \frac{V_{i n} - V_{o u t}}{R} = \frac{- V_{i n}}{R}

$I_{in}=\frac{V_{in}-V_{out}}{R}=\frac{-V_{in}}{R}$

R_{e q}

$R_{eq}$

R_{e q} = \frac{V_{i n}}{I_{i n}} = - R

$R_{eq} = \frac{V_{in}}{I_{in}} = -R$

Bu devre negatif empedans yükü veya negatif empedans dönüştürücü görevi görebilir .

— nidhin
kaynak

Cevabınız için teşekkürler. Opamp'ın bildiğim kadarıyla ne yaptığının kesin formülü olduğu için her seferinde çalışma avantajına sahip ilginç bir yöntem. Elde edilen devreyi bu yöntemle analiz edebilir misiniz, böylece elde edilen sonuçları diğer yöntemlerle karşılaştırabilir miyiz?

— Bay Mystère

@ MisterMystère Söz konusu devreyi analiz etmeye gerek yoktur. Giriş-çıkış ilişkisi zaten verilmiştir. Ama deneyeyim ...

— nidhin

Dürüst olmak gerekirse, soruyu göstermek ve örnek olarak hizmet etmek için Google görüntülerinden rastgele bir devre aldım. Özel bir sorunum yok, bu kişisel gelişim içindir. Ama başkalarının yöntemlerini geliştirdiğini görünce, onları karşılaştırmak istiyorum.

— Bay Mystère

1

@ MisterMystère Hatalara işaret ettiğiniz için LvW'ye teşekkür ederiz. Vaka3 . Doygunluğa girmez. Taklit deneyin bu .

V_{o u t} / V_{i n} \to 0

$V_{out}/V_{in}\rightarrow 0$

— nidhin

1

@ MisterMystère ve nidhin, nidhin devresi, 3. durumun 'baş aşağı' op-amp'a sahip olduğunu doğrulamak için simüle edilmiş ve bağlantılıdır; op-amp giriş terminalleri yukarıdaki devrenin tersidir. Simüle edilen devre , için ve analiz edilen NIC devresinin tam tersi olan için kararsızdır . Durum 3 için yukarıdaki analiz yanlıştır ve simüle edilmiş devre analiz edilen devre değildir. i.stack.imgur.com/gcuEi.png

R_{S} > R

$R_S > R$

R_{S} < R

$R_S < R$

— Alfred Centauri

13

Opamp geri bildirime bağlı olarak davranışını nasıl değiştirir?

İdeal opamp davranışı kendisi değişmez; öyle devrenin farklı davranışlar.

Eklenen voltaj hatlarındaki bir şey, + geri besleme durumunda azaltmak yerine hatayı artırıyor mu?]

Bu mümkün olduğu kadar doğru. Biz ise bozan (veya Rahatsız ) giriş gerilimi, negatif geri besleme pozitif geri besleme rahatsızlık amplifiye etmek için hareket edecektir rahatsızlık azaltmak için hareket edecektir.

Her ikisinin de mevcut olduğu devreleri nasıl analiz edebiliriz?

Her zamanki gibi, evirmeyen ve eviren giriş voltajlarının eşit olduğunu ima eden net negatif geri besleme olduğunu varsayın . Ardından, olumsuz geri bildirimlerin olup olmadığını görmek için sonucunuzu kontrol edin.

Örnek devrenizi çözerek göstereceğim.

İnceleme ile yazma

v_{+} = v_{o} + i R

$v_+ = v_o + iR$

v_{-} = v_{o} \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{1}} = \frac{v_{o}}{2}

$v_- = v_o \frac{R_1}{R_1 + R_1} = \frac{v_o}{2}$

Bu iki voltajı eşit olarak ayarlayın ve çözün

v_{o} + i R = \frac{v_{o}}{2} \to v_{o} = - 2 R i

$v_o + iR = \frac{v_o}{2} \rightarrow v_o = -2Ri$

Hangi ima

v_{o} = 2 v_{+} = 2 v

$v_o = 2v_+ = 2v$

Bu iyi bir şey çünkü bunun tersine çevrilmemiş bir amplifikatör olmasını bekliyoruz ve gerçekten de pozitif bir voltaj kazancı elde ediyoruz. İlginç bir şekilde, giriş direnci negatiftir: . $\frac{v}{i} = -R$

Bununla birlikte, seri olarak ek bir direnç , sorunla karşılaşabiliriz. $R_S$

Bu durumda, evirmeyen giriş voltajı denklemi

v_{+} = v_{S} \frac{R}{R_{S} + R} + v_{o} \frac{R_{S}}{R_{S} + R}

$v_+ = v_S \frac{R}{R_S + R} + v_o \frac{R_S}{R_S + R}$

Hangi ima

v_{o} = \frac{2 R}{R - R_{S}} v_{S}

$v_o = \frac{2R}{R - R_S}v_S$

Zaman bu Not , gerilim kazancı pozitif olan bir ters çevirici olmayan amplifikatör beklendiği gibi. $R_S < R$

Bununla birlikte , olduğunda, voltaj kazancı, varsayımlarımızda bir şeylerin yanlış olduğunu gösteren kırmızı bir bayrak olan tersine çevrilmemiş bir amplifikatör için negatiftir . $R_S > R$

Yanlış varsayım, olumsuz geri bildirimin mevcut olduğudur ve analizde evirmeyen ve evirmeyen girdi voltajlarını eşit olarak ayarlamamıza izin veren varsayımdır.

Gerilim kazancı olarak sonsuza gider Not yaklaşır aşağıdan. Gerçekten de, orada bir net geri besleme zaman ; Olumsuz ve olumlu geri bildirimler iptal edilir. Bu, net olumsuz geri bildirim ve net olumlu geri bildirim arasındaki 'sınırdır'. $R_S$ $R$ $R_S = R$

Net pozitif ve negatif geri besleme arasındaki sınırı belirlemek için bu kırmızı bayrakların toplanması yöntemi her zaman geçerli midir?

Bu durumda yaptığım şey, bir varsayım yapmak, bu varsayım altındaki devreyi çözmek ve çözümü varsayım ile tutarlılık açısından kontrol etmekti. Bu genellikle geçerli bir tekniktir.

Bu durumda, op-amp giriş terminali voltajlarının eşit olduğunu ima eden net negatif geri besleme olduğu varsayımıydı.

Devreyi 2. durumda çözdüğümüzde, net negatif geri besleme varsayımının sadece olduğunda geçerli olduğunu . Eğer , bir ya da pozitif geri bildirim yoktur ve bu nedenle, herhangi bir neden eşit olacak şekilde giriş terminali gerilimleri sınırlamak için. $R_S \lt R$ $R_S \ge R$

Şimdi, olduğunda neden olumlu geribildirim olduğu açık olmayabilir . Negatif geri besleme denklemi türetme kurulumunu hatırlayın: $R_S \gt R$

resim açıklamasını buraya girin

Burada, çıkış voltajının ölçekli bir versiyonunu giriş voltajından çıkarırız ve bu farkı amplifikatörün girişine . $V_{in} - \beta V_{out}$

Açıkça, bu giriş ve ölçeklenmiş çıkış gerilimleri arasında bir fark olması için nın pozitif olduğunu varsayar . $\beta$

İyi bilinen sonuç

V_{o u t} = \frac{A_{O L}}{1 + β A_{O L}} V_{i n}

$V_{out} = \frac{A_{OL}}{1 + \beta A_{OL}} V_{in}$

ve sonsuz kazanç sınırında $A \rightarrow \infty$

V_{o u t} = \frac{1}{β} V_{i n}

$V_{out} = \frac{1}{\beta}V_{in}$

Bu denklemi yukarıdaki 2. durumun sonuçlarıyla karşılaştırarak,

β = \frac{R - R_{S}}{2 R}

$\beta = \frac{R - R_S}{2R}$

bundan sonra sadece olduğunda net olumsuz geri bildirime sahip olduğumuzu hemen takip eder . $R_S \lt R$

Olgu 3, için sonuç ile ilgili yorumlarda kabul edilen cevapta bazı tartışmalar vardır . Gerçekten de, vaka 3 için analiz doğru değildir. $R_S > R$

Yukarıda gösterildiği gibi, op-amp giriş terminali voltajlarının eşit olduğunu varsayarsak,

v_{o} = \frac{2 R}{R - R_{S}} v_{S}

$v_o = \frac{2R}{R - R_S} v_S$

Şimdi bu, örneğin, varsayalım o $R_S = 2R$

v_{o} = - 2 v_{S}

$v_o = -2v_S$

Ve aslında, bunun op-amp giriş terminali voltajlarının eşit olduğu bir çözüm olduğunu doğrulayabiliriz.

v_{+} - v_{-} = 0

$v_+ - v_- = 0$

Ancak, çıktıyı biraz bozarsak

v_{o} = - 2 v_{S} + ϵ

$v_o = -2v_S + \epsilon$

Op-amp girişindeki voltaj,

v_{+} - v_{-} = \frac{ϵ}{6}

$v_+ - v_- = \frac{\epsilon}{6}$

bu rahatsızlık ile aynı 'yönde' . Böylece, sistem kararlı bir çözüm değildir, çünkü sistem bozulursa çözümden 'kaçacaktır'.

Bunu . Örneğin, . Sonra $R_S < R$ $R_S = \frac{R}{2}$

v_{o} = 4 v_{S}

$v_o = 4v_S$

Çıkışı pertürb

v_{o} = 4 V_{S} + ϵ

$v_o = 4V_S + \epsilon$

ve op-amp giriş voltajının

v_{+} - v_{-} = - \frac{ϵ}{6}

$v_+ - v_- = -\frac{\epsilon}{6}$

Bu, rahatsızlık ile ters yöndedir . Bu nedenle, sistem kararlı bir çözümdür, çünkü sistem bozulursa çözüme 'geri döner'.

— Alfred Centauri
kaynak

Açık cevap için teşekkürler. Net pozitif ve negatif geri besleme arasındaki sınırı belirlemek için bu kırmızı bayrakların toplanması yöntemi her zaman geçerli midir? Sınır acımasız mı yoksa bulanık bir sınır var mı?

— Bay Mystère

1

@ MisterMystère, daha sonra yorumunuzu ele almak için cevabımın bir eki üzerinde çalışacağım.

— Alfred Centauri

1

@ MisterMystère, cevabımın ekine bakın.

— Alfred Centauri

Tekrar teşekkürler, bu gerçekten mükemmel bir cevap. Hangi cevabın kabul edileceğine karar vermek gerçekten zor oldu, ama nidhin için esas olarak itibarını kullanabileceği için gittim (bu sizin için bir göldeki su damlası). SE'de görüşürüz.

— Bay Mystère

2

@ MisterMystère: Nidhin´'nin cevabının her durumda doğru OLMADIĞINI biliyor musunuz? Şöyle yazdı: "Çıktı cas1 ve case3'te sonlu, bu nedenle net geri bildirim bu koşullarda negatif". Görünüşe göre bu durum 3. durum için yanlıştır. Bu durumda, devre kararsızdır ve sonuç "-2" yanlıştır. Bunun yerine, opamp doygunluğa girer.

— LvW

6

Bunu -Vin'in her zaman + Vin'ye eşit olduğunu varsayabileceğiniz doğrusal bir durum olarak analiz etmek hala yararlıdır. OP, diyagramında gösterdiği gibi "v" bir voltaj kaynağı olduğu varsayılabilir ve bu nedenle "R" nin etkisi hiçbir sonuç vermediği için bir dirençten geçen giriş voltajını göstermek için yeniden çizeceğim: -

şematik

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

$V_X = (V_{IN} - V_{OUT})(\dfrac{R2}{R1+R2})+ V_{OUT}$

Ve ayrıca: -

$V_X = V_{OUT}(\dfrac{R4}{R3+R4})$ (çünkü iki op-amp girişi aynıdır, yani hala doğrusal bir analizdir)

V_X için iki formülü : - $V_X$

$V_{OUT}(\dfrac{R4}{R3+R4}) = (V_{IN} - V_{OUT})(\dfrac{R2}{R1+R2})+ V_{OUT}$

Biz yeniden düzenleme: -

$V_{OUT}(-1 +\dfrac{R2}{R1+R2} +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(\dfrac{R2}{R1+R2})$

Sağlık kontrolü - R2 sonsuz olduğunda normal durumda denklem aşağıdakilere kaynar: -

$V_{OUT}(-1 +1 +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(1)$ ve şunu görüyoruz: -

$\dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}} = 1+\dfrac{R3}{R4}$ böylece sorun yok ve denkleme geri dönelim: -

$V_{OUT}(-1 +\dfrac{R2}{R1+R2} +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(\dfrac{R2}{R1+R2})$ o bakınız : -

$\dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}} = \dfrac{-\dfrac{R2}{R1+R2}}{1-\dfrac{R2}{R1+R2}-\dfrac{R4}{R3+R4}}$

Açıkça, payda sıfıra yaklaştığında bir "soruna" (yani sonsuz kazanç) yaklaşıyoruz ve bu şu durumlarda gerçekleşir:

$\dfrac{R2}{R1+R2} + \dfrac{R4}{R3+R4} = 1$

Umarım bu mantıklıdır. Normal olarak, doğrusal işlemler için devre kazancı dört direncin tümüne bağlıdır, ancak dirençlerin oranları yukarıdaki gibi ise kazanç sınırsızdır.

— Andy aka
kaynak

Evet - yukarıdaki sonuca katılıyorum. Ancak, sonucun başka bir formunu kullanmanızı öneririm: Vout / Vin = + [R2 / (R1 + R2)] / [R4 / (R3 + R4) -R1 / (R1 + R2)]. Bu form, devrenin özelliklerinin hızlı bir şekilde analiz edilmesini sağlar. Kazanç pozitif olmalıdır (+ girişe enerji verilir) ve negatif geri besleme baskın olduğu sürece devre sabittir. Aksi takdirde, sonuç negatif olur ve bu tutarsızdır. Stabilite limiti poz. geri bildirim neg.feedback'e eşittir.

— LvW

@LvW Formülünüzü görmekle uğraşıyorum = Vout / Vin dostum

— Andy aka

İtiraf etmeliyim, yorumunuzun içeriğini anlamıyorum ("ahbap"?)

— LvW

@LvW ahbap sadece arkadaşça bir isim! Formülümün formülünüze nasıl eşit olabileceğini görmüyorum!

— Andy aka

Basitçe ayarlayın: 1- [R2 / (R1 + R2)] = [R1 / (R1 + R2)].

— LvW

5

Çünkü soru şuydu: Nasıl analiz edilir? İşte nispeten hızlı ve kolay olan böyle bir devreyi analiz etmenin bir yolu geliyor:

Klasik geri besleme formülünden (H. Black), sonsuz açık döngü kazancı olan idealize edilmiş bir opamp için kapalı döngü kazancının basit olduğunu biliyoruz (cevaplardan birinde dört dirençli devre şemasına bakın):

A_{c l} = - \frac{H_{f}}{H_{r}}

$A_{cl} = -\frac{H_f}{H_r}$

( : İleri sönümleme faktörü; : geri besleme faktörü.) $H_f$ $H_r$

Her iki fonksiyon da devreden kolayca türetilebilir:

H_{f} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}

$H_f = \frac{R_2}{R_1+R_2}$

ve

H_{r} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}} - \frac{R_{4}}{R_{3} + R_{4}}

$H_r = \frac{R_1}{R_1+R_2} - \frac{R_4}{R_3+R_4}$

Dolayısıyla, sonuç

A_{c l} = \frac{\frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}}{\frac{R_{4}}{R_{3} + R_{4}} - \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}}

$A_{cl} = \dfrac{\dfrac{R_2}{R_1+R_2}}{\dfrac{R_4}{R_3+R_4}-\dfrac{R_1}{R_1+R_2}}$

Devrenin avantajının aşağıdaki olduğunu belirtmek gerekir: İstenen stabilite marjını seçebilir ve / veya daha düşük kazanç değerleri için telafi edilmemiş opamp'ler kullanabiliriz (veri sayfası: kazanç için kararlı> Acl, min).

Gerekçe : Yukarıdaki ifadelerden, geri besleme faktörünün karşılık gelen açık döngü kazancıyla (belirli bir kararlılık marjı için) - kapalı döngü kazanma değeri ile ilgili kısıtlamalar olmaksızın eşleştirilmesinin mümkün olduğu anlaşılabilir. Bu yöntem özel bir tür "dış frekans telafisi" olarak görülebilir.

Başka bir deyişle: Daha az geri bildirim (stabilite için iyi) ve - aynı zamanda - kapalı döngü kazancı Acl için küçük bir değer seçebilirim.

— LVW
kaynak

Cevapladığınız için teşekkürler. Bu yöntemle doğrusalyı doygun moddan Acl'in çok yükseğe çıkardığını varsayıyorum, ama ne kadar yüksek? Hf ve Hr faktörlerinin genel olarak nasıl konuşulacağı hakkında daha fazla bilgi verebilir misiniz (her iki pedde Vo'dan Vin'e transfer fonksiyonu)?

— Bay Mystère

2

Bence, Hf ve Hr faktörlerini kullanmak opamp devrelerini analiz etmenin (karmaşık veya ilgili) en etkili yoludur. Tanımlar aşağıdaki gibidir: Hf, Vout = 0 ayarlamamız durumunda giriş voltajının opamp girişi boyunca görünen kısmıdır. Buna göre, Hr, giriş voltajının sıfıra ayarlanması durumunda, çıkış voltajının opamp girişi (V + - V-) boyunca görünen kısmıdır. Bu, süperpozisyon teoreminin bir uygulamasıdır.

— LvW

Çok iyi cevabınız için teşekkürler; ama daha detaylı ve sezgisel olan nidhin'in cevabına gittim. Gerilim kaynağı hakkında haklısın, ama sadece örnek bir örnek olduğunu söylediğim gibi, o zaman kimsenin gerçekten çözmeye çalışacağını bilmiyordum. Bir dahaki sefere

— Bay Mystère

Gerekçenize bir şey eklemek istiyorum. Geri besleme faktörü ve açık döngü kazancını eşleştirerek, bir Wien köprüsüne bağlı bir op amp'e sahip bilinen devrede olduğu gibi, aslında kendi kendine salınan bir devre oluşturabiliriz.

— 48

3

Google'daki ilginç tartışmanızla karşılaştıktan sonra dün bu foruma katıldım.

Düşünceleriniz harika ve ben onları tamamen destekliyorum. Demek istediğim, INIC devresinin ( yaptığı şeyi ) felsefesinin açıklanmasından ( neden bunu yaptığı ) daha ayrıntılı ve bazen resmi bir analizine dayanmalarıdır . Bu boşluğu kabaca yorumumla doldurmaya çalışacağım.

Bu devreyi iki açıdan değerlendirebiliriz: birincisi - sadece girişli ve çıkışsız bir devre olarak (negatif dirençli bir yük); ikinci - giriş ve çıkışlı bir devre olarak (karışık geri beslemeli bir amplifikatör).

Negatif yük. 90'lı yılların başlarından itibaren, ilk perspektifi kolay ve sezgisel bir şekilde açıklamak ve açıklamak için çok çaba harcadım. Eğer ilgileniyorsanız ve yeterince sabırlıysanız, Web'de oluşturduğum kaynaklara aşina olabilirsiniz; Bunları ResearchGate'de sorduğum iki soruda ayrıntılı olarak açıkladım - Negatif empedans nedir? ve Negatif empedans dönüştürücünün arkasındaki temel fikir nedir? Tüm bunları okumak için sabrı olmayanlar için, burada çok kısa bir açıklama var.

Devre, akımı direnç R'den (orijinal Wikipedia resminde) tersine çeviren ve onu giriş kaynağına "iten" aktif bir yük (iç direnç R ile dinamik voltaj kaynağı) gibi davranır. Bu şekilde, direnç R'yi (başlangıçta bir akım tüketen ) negatif bir "direnç" -R'ye ( bir akım üretir ) dönüştürür. Bunu, giriş gerilimine (V) ters ve daha yüksek (2V) bir gerilime karşı koyarak (direnç üzerinden) yapar. Bu, işlemsel amplifikatörün çıkış voltajıdır ve burada kullanılmamaktadır ... ancak yine de devrenin bir çıkışı vardır ... ve garip gelmesine rağmen, girişi! Devre, giriş kaynağına saldıran bir kaynak gibi davranır ...

Karışık geri beslemeli amplifikatör. Bana göre, burada sorulan sorunun konusu budur. Yukarıdaki yorumlarda açıklandığı gibi, bu devre, daha zayıf bir pozitif geri besleme ile kısmen nötralize edilen negatif geri beslemeli bir amplifikatördür. Ama bunun anlamı nedir?

Genel olarak, olumlu geribildirim kusurlu amplifikatörlerin kazancını arttırır ve geçmişte kullanılır (Armstrong'un rejeneratif fikrini hatırlayın). Ancak bizim durumumuzda, op-amp'ın büyük bir kazancı var ve bu gerekli değil. O zaman burada olumlu bir geri bildirim kullanmanın anlamı nedir?

Spekülasyonum, INIC veya R2 / R1 durumunda VNIC durumunda (giriş voltajı evirici girişe uygulandığında) R3 / R4 oranını (ikinci şekilde) azaltmak için kullanabileceğimizdir. Sonuç olarak, R2 ve R3 dirençleri düşük dirençli olabilir.

Bu amfi uygulamasında, op-amp çıkışı devre çıkışıdır. Ama yukarıdaki gibi, bu amplifikatörün başka bir çıkışı var ... ve bu onun girişi ... böylece devre egzotik 1 portlu bir amplifikatör gibi davranabilir ...

— Devre fantasisti
kaynak

1

Negatif empedans yükü, aşırı IR telafisine sahip bir motoru hatırlatıyor. Normalde, bir motor hareketsiz kalmaya çalışıyorsa, harici olarak saat yönünde bir tork uygulamak, saat yönünde dönmesini sağlar, ancak hareketsiz kalmaya çalışmadığından daha yavaştır. Bununla birlikte, motor aşırı dengelenirse, saat yönünde tork uygulanması, saat yönünün tersine dönmesini sağlar. Çok garip.

— supercat

Kesinlikle! Bu, op-amp'in akımı tersine çevirdiği ve giriş kaynağına "üflediği" op-amp devresinin (INIC) üzerindeki çok iyi bir elektromekanik benzeşimidir. Tersine, motor aynı yönde (saat yönünde) hızlanacak şekilde aşırı dengelenirse, çift VNIC gibi davranır.

— Devre fantasisti

Aşırı yardım (hasarlı) fren servosu VNIC'in başka bir elektromekanik (pnömatik, sıvı) örneğidir - sadece fren pedalına dokunursunuz ve servo işlemi tam bir duruşa kadar bitirir. Yıllar önce bir arkadaşımın bana nasıl araba kazası geçirdiğini söylediğini hatırlıyorum.

— Devre fantasisti

1

Fizyolojik kurulumlarda cam mikroelektrotlarla ilişkili büyük kapasitansları sıfırlamak için negatif empedans amplifikatörleri kullanıyoruz. Çıktının nasıl görünmesi gerektiğini biliyoruz, bu yüzden oraya ulaşmak için değeri değiştiriyoruz. Tabii ki çok yükseğe çıkarsanız işler salınacaktır.

— Scott Seidman

İlk soru, herhangi bir devrede hem pozitif hem de negatif varsa hangi davranışın baskın olduğunu bilmekle ilgili olmasına rağmen (bu sadece bir örnektir, aslında google görüntülerinde bulduğum ilk devre ...), bu ilginç Teşekkürler.

— Bay Mystère

2

@supercat, yorumunuz (benim tarafımdan bastırılmış olarak) bu şeytani devreleri düşünme arzumu uyandırdı :) Belki bana inanmayacaksınız, ama 90'ların başlarında onları düşünüyorum ... ve hala düşünmeye devam ediyorum .. Şimdi, bu devrenin (INIC) akım yönünü döndürdüğü ve akımı direnç üzerinden geçirdiği gerçeğinin ne anlama geldiğini açıklamak istiyorum. Üç durumu gözlemleyebiliriz:

INIC'e bağlı ideal voltaj kaynağı (Ri = 0). Bu düzenlemenin bir yararı yoktur, sadece giriş kaynağından bir ters akım geçirir (gerçekten, şarj edilebilir bir bataryaysa, şarj edilecektir).

INIC'ye bağlı gerçek voltaj kaynağı (biraz Ri'ye sahip) . Devre, giriş kaynağından bir ters akım geçirir, dahili voltajına ek olarak Ri üzerinde bir voltaj düşüşü oluşturur ve böylece harici voltajını yükseltir.

Gerçek voltaj kaynağı ve INIC ortak bir yük Rl'ye bağlı . Bu, ortak bir yüke paralel olarak giriş kaynağına bağlandığı tipik INIC uygulamasıdır. INIC giriş akımına ek bir akım ekleyerek giriş kaynağına yardımcı olur. Howland akım kaynağı bu fikrin tipik bir uygulamasıdır.

Negatif direnç (INIC) ve ortak yüke paralel olarak bağlanan bir giriş kaynağı

— Devre fantasisti
kaynak

1

İyi yapılmış çizim. Konu dışı: İnsanların hala taslaklar ve karalamalar, özellikle yuvarlak köşeler dışında başka bir şey için kağıt kullanması beni şaşırtıyor;) Ancak önceki yazınıza eklemek ve bunu silmek isteyebilirsiniz, bu forum birkaç gönderiye izin vermek için tasarlanmamıştır aynı kişiden. Sadece nazik bir kafa çizin.

— Bay Mystère