Op-amp'li ters tampon

15

Bir op-amp (bir voltaj takipçisi olarak) ile bir birlik kazanç tamponu yapmanın kolay olduğunu biliyorum:

şematik

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

Ayrıca bir op-amp ( ile bir ters yükselteç) ile bir ters tampon yapmak kolay olduğunu biliyorum : $R_1 = R_2$

şematik

Bununla birlikte, bu ters çevirici amplifikatörünün doğruluğu ve hassasiyetine bağlıdır - yakından , çıkış den biraz farklı olacaktır . $R_1$ $R_2$ $-V_{in}$

Gerilim takipçisi gibi bu dirençlerin hassasiyetine bağlı olmayan bir op-amp ile bir ters tamponlama yapmanın bir yolu var mı? Daha yüksek hassasiyetli dirençler elde etmek daha iyi bir fikir mi?

operational-amplifier analog buffer

— Greg d'Eon
kaynak

17

Hayır, sadece direnç değerlerine bağlı olmayan bir op-amp ile ters çevirme tamponu yapmanın bir yolu yoktur. Dirençleri çok ince doğruluk ve kararlılıkla (eşit derecede etkileyici bir fiyata) alabilir veya mutlak doğruluğun çok etkileyici olmayabileceği, ancak oranın sıkı bir şekilde kontrol edildiği eşleştirilmiş (değer ve sıcaklık katsayısı) ağlar alabilirsiniz.

Sinyali doğru dirençler olmadan tersine çevirmenin bir yolu vardır - uçan kapasitör yöntemi olarak adlandırılır, ancak oldukça karmaşıktır ve dirençler ppm seviyesi doğruluğuna kadar çoğu durum için daha iyi bir çözümdür.

— Spehro Pefhany
kaynak

Harika - bu tam olarak istediğim gerçek dünya pratik miktarını kapsar.

— Greg d'Eon

Anlamaya çalıştığım soru şudur: neden olmasın? R1 ve R2 herhangi bir değer olabileceğinden, bu değer neden sıfır olamaz? (Eminim bir neden var, henüz bulunamadı)

— jgalak

1

@jgalak Kazanç - (R1 / R2). 0 / 0'ın matematiksel imkansızlığının yanı sıra, herhangi bir pozitif sayı için, R1 veya R2'deki yüzde hatası doğrudan kazanç hatasıyla gösterilir. Dolayısıyla ideal hata açısından çok küçük (veya çok büyük) değerlere bir avantajı yoktur. Çok küçük değerler op-amp'i yükler ve ek sorunlar getirir. Çok büyük değerler, öngerilim akımı ve kaçağı ve belki de Johnson gürültüsü nedeniyle ek hatalara neden olur.

— Spehro Pefhany

Ancak, tersine çevrilmemiş bir amplifikatör konfigürasyonu için formül de G = 1 + (R2 / R1) 'dir, ancak tampon konfigürasyonunda 0/0 iyi çalışır. Öyleyse neden tersine çevrilmiş bir tamponla değil, sorun yok?

— jgalak

1

Huh. Ve yeni anladım. 0 / inf 0'a eğilimler. 0/0 hiçbir yerde trend değil. Tamam, boş ver, anladım! Yine de teşekkürler!

— jgalak

6

Bir olasılık. Diferansiyel çıkış çiftlerine sahip olması muhtemel, pozitif ve negatif diferansiyel çıkışları olan birkaç özel op-amp yapıyordular. Hiç kullanmadım ve parça numaralarını hatırlamıyorum. Ancak, pozitif çıkışı bir voltaj takipçisi olarak bağlayacak olursanız, negatif çıkışın eşit derecede negatif olacağını varsayıyorum.

Gerilim takipçisi op-amp düzenlemesinin bile mükemmel olmadığını unutmayın. Dahili kazanç spesifikasyonları ve küçük ofsetler vardır, küçük olsa da girişlerden birine mükemmel olmayan çıkışlara neden olabilir.

— Nedd
kaynak

Bu oldukça zekice bir fikir, ama pratikte yararlı olacağından emin değilim (çoğunlukla parçaların bulunabilirliği)

— Greg d'Eon

4

Nedd'in cevabına ek olarak, aradığınız hassas birlik kazancı diferansiyel amplifikatör IC'leri INA105, DRV134, THAT1240 vb. Türündedir. Söz konusu devre, INA105 veri sayfasından aşağıdaki devre olacaktır.

— jilski
kaynak

0

Pratik deneyim çoğu zaman özellikle analog alanda ideal olan ders kitabından farklıdır. Aynı üreticiden ve aynı partiden kaliteli dirençler kullanıyorsanız, bireysel dirençler arasındaki doğruluk, nominal değerin belirtilen toleransından daha iyidir.

Uygulamada, LM324 gibi genel amaçlı bir cihaz kullanarak op amp'i ters çeviren bir birlik kazancı istiyorsanız, hesaplanan kazanç sağlamak G = -1.009 için direnç değerlerini hesaplayın Rin = 218k, Rf=220k. Örneğin ,. Bu, G = -1voltmetrenizle gerçek ölçülen kazancınızı verecektir .

Bir LM324'ten daha egzotik bir şey kullanmadım, bu kısmı, kaya sabit bir çıkış yapmakta sorun olmadan mikrovolt doğruluk seviyeleri gerektiren sensörlere arabirim için kullandım. Zorluklarınız mikrodenetleyicinizin AD dönüştürücüsünü dengede tutmaya başlar.

— user229050
kaynak