Lösung dieser Operationsverstärkerschaltung

Ich würde mich über Hilfe bei der Lösung der folgenden Schaltung freuen. Ich habe es sehr lange versucht und kann nicht die gleiche Antwort bekommen, die das Buch hat. Ich versuche zu bekommen v Ö bezüglich ICH Ö S .

Die Antwort ist v Ö = ICH Ö S R 2 Wenn R 3 = R 1 | | R 2 .

Mein Versuch ist einfach:

v + = 0,5 ICH Ö S R 3 v − = − 0,5 ICH Ö S R 1 + v Ö R 1 R 1 + R 2

seit v − = v + ,

0,5 ICH Ö S R 3 = − 0,5 ICH Ö S R 1 + v Ö R 1 R 1 + R 2 v Ö = ( R 1 + R 2 ) R 3 ICH Ö S

Aber das ist falsch. Sogar in der Simulation, die ich durchführe, sehe ich das R 1 hat keine Blöße auf v Ö . Was mache ich falsch?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich glaube nicht, dass die Schaltung mit der endgültigen Formel übereinstimmt, und Sie haben R3 in Ihren Gleichungen an dem Punkt "verloren", an dem Sie -V und +V gleichsetzen. EDIT - OK, das hast du jetzt behoben
Um ein so vereinfachtes Ergebnis zu erhalten, müssen Beziehungen zwischen den verschiedenen Rs bestehen, die Sie uns nicht gegeben haben. Ich schlage vor, dass R 1 = R 3 = 2 R 2
und wenn ich diese Werte verwende, bekomme ich ich Ö S R 3 oder ich Ö S 2 R 2 Durch Inspektion.

Antworten (3)

Die Antwort ist eigentlich ganz einfach:

Spannungsunterschied zwischen v + Und v − ist Null. Es fließt kein Strom in den Eingang des Operationsverstärkers. Die Ausgangsspannung ist die Summe der Eingangsspannung des Operationsverstärkers und der Spannung über dem Widerstand R2. Außerdem ist die Ausgangsspannung von R1 abhängig.

*HINWEIS: Ix ist die Stromquelle zwischen den beiden Eingangspins. Wenn Ihre Quelle 0,5 Ios ist, ersetzen Sie Ix einfach durch 0,5 Ios. Danke geht an Andy_aka, der meinen Nomenklaturfehler entdeckt hat.*

Daher:

v + = R 3 ∗ ICH X

v − = v +

ICH 1 = v +   / R 1

ICH 2 = ICH 1 + ICH X

v R 2 = R 2 ∗ ICH 2

v Ö = v R 2 + v R 3

oder

v Ö = ICH X ∗ ( R 3 + R 2 + R 3 ∗ R 2 / R 1 )

Ich verstehe das nicht V + = R2 * Ios. Könnten Sie dies bitte erläutern und erklären?
Das ist einfach zu erklären - als ich die Schaltung kopiert habe, habe ich R2 und R3 verwechselt. Fest.
Es ist nicht Ios - es ist 0,5 * Ios, das ist der Konstantstrom
Das ist wirklich nur Semantik. Ich nehme die aktuelle Quelle als Ios. Die Ausgangsspannung ist sowieso direkt proportional zum Strom. Das OP möchte verstehen, wie die Gleichung für die Ausgangsspannung abgeleitet wird, und genau das braucht er.
Zweiter Gedanke - Sie haben Recht, meine Antwort war verwirrend. Ich habe Ios in Ix geändert, um es klarer zu machen. Danke.
Großartig!!! Sogar ich habe, was Sie haben, und ich hoffe, es sollte richtig sein. Wenn nicht, kann es bitte jeder erklären.
Durgaprasad: Sicher, ich habe meine analytische Lösung mit einer Simulation verglichen und die Dinge stimmen überein. Ich habe wirklich keine Ahnung, warum die Leute diese Antwort immer wieder ablehnen.
Aufgrund der Stromquelle scheint eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit einer Spannungsdifferenz zwischen den Gates zu bestehen. Das ist meine Vermutung, warum Sie Abwertungen erhalten.
Die vom OP gezeichnete Operationsverstärkerschaltung sagt eindeutig "ideal", sodass zwischen den beiden Eingängen keine Spannungsdifferenz besteht. Seufzen...
@SunnyBoyNY Ideale Operationsverstärker mit negativer Konfiguration versuchen, eine vernachlässigbare Spannungsdifferenz aufrechtzuerhalten. Ich habe die Frage erneut gelesen. Die Verwirrung für mich besteht darin, dass dem Benutzer die Antwort mitgeteilt wurde und er versucht herauszufinden, wie er dorthin gelangt. Sie haben, soweit ich das lesen kann, eine andere Antwort erhalten, liege ich falsch? (Wenn Sie @ kortuk in Ihrem Beitrag verwenden, sehe ich ohne das Leerzeichen, das ich hinzugefügt habe, wenn Sie antworten)
Ehrlich gesagt glaube ich, dass die Frage mehr als alles andere schuld ist.
Ihre Antwort ist richtig, meine Frage ist fehlerhaft und ich werde sie bearbeiten. v Ö = ICH Ö S R 2 nur wenn R 3 = R 1 | | R 2 . Was sich aus Ihrer Antwort durch Substitution ableiten lässt R 3 = R 1 | | R 2 .

Stellen Sie sich den Operationsverstärker als invertierende Stufe vor. Der - Eingang ist eine virtuelle Masse (fast: er ist wegen der kleinen Spannung am + Anschluss von 0 V ab). Ungeachtet der Verschiebung ist es ein Mischpunkt. Aus Sicht des - Terminals ist die Stromquelle nur ein zusätzlicher Eingang, der den Mischpunkt speist. Da der Mischpunkt eine Spannungsquelle ist, sind R1 und die Stromquelle voneinander getrennt, um sich gegenseitig zu beeinflussen.

Lassen Sie uns ein Schema für dieses Konzept zeichnen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Strom, der aus dem Mischpunkt am - Anschluss gezogen wird, wird in R3 gepumpt, aber das ist irrelevant und wir können das trennen, indem wir die Stromquelle in zwei Teile teilen.

Wenn die Stromquellen entfernt werden, ist das Verhalten der Schaltung sehr klar. Der +-Anschluss ist geerdet, es fließt kein Strom über R1, da beide Enden auf 0 V liegen und der Ausgang 0 V beträgt.

Als nächstes können wir darüber nachdenken, was passiert, wenn die beiden Stromquellen einzeln hinzugefügt werden.

Wenn die zweite Stromquelle, die R3 speist, eingeführt wird, bewirkt dies, dass der Mischpunkt von 0 V angehoben wird. Weil das passiert, gibt es jetzt eine Potentialdifferenz über R1, da sein anderes Ende geerdet ist und ein Strom fließt. Derselbe Strom fließt über R2 und erzeugt dort eine Potentialdifferenz, die uns ergibt v Ö .

Wenn dann die Stromquelle parallel zu R1 eingeführt wird, kommt es zu einem zusätzlichen Stromfluss am Mischpunkt. Dieser zusätzliche Strom stört die Spannung des Mischpunktes nicht. Es erhöht einfach den Strom, der über R2 fließt, was den Potentialabfall von R2 erhöht. Wir können einfach die vorherige anpassen v Ö mit diesem Tropfen.

R1 ist relevant bezüglich der Verschiebung der + Klemmenspannung. Die Oberseite von R1 ist mit Masse verbunden, und so fließt von unten ein Strom, der zum Fluss über R2 beiträgt. Wenn wir R1 entfernen, entfernen wir diesen Strom und die Ausgabe ändert sich. R1 ist für die Wirkung der oberen Stromquelle nicht relevant, da er parallel dazu liegt. Diese Quelle fügt R2 eine bestimmte Strommenge hinzu und trägt daher zum Spannungsabfall bei, unabhängig davon, wie viel R2-Strom bereits von R1 kommt.

So habe ich es am Ende gemacht:

v Ö = ICH R 1 R 1 + ICH R 2 R 2 = R 1 ( 1 2 ICH Ö S R 3 R 1 ) + R 2 ( 1 2 ICH Ö S + 1 2 ICH Ö S R 3 R 1 ) = 1 2 ICH Ö S ( R 3 + R 2 + R 3 R 2 R 1 )
jetzt wenn R 3 = R 1 | | R 2 = R 1 R 2 R 1 + R 2 ,
v Ö = 1 2 ICH Ö S ( R 1 R 2 R 1 + R 2 + R 2 + R 1 R 2 R 1 + R 2 R 2 R 1 ) = 1 2 ICH Ö S ( R 1 R 2 R 1 + R 2 ( 1 + R 2 R 1 ) + R 2 ) = 1 2 ICH Ö S ( R 1 R 2 R 1 + R 2 ( R 1 + R 2 R 1 ) + R 2 ) = 1 2 ICH Ö S ( 2 R 2 ) = ICH Ö S R 2

Ich habe einen Fehler in meiner Frage gemacht. Das war mir nicht klar R 3 = R 1 | | R 2 = R 1 R 2 R 1 + R 2 Deshalb wähle ich nicht, dass meine Antwort die richtige ist. @SunnyBoyNY hatte es richtig, wenn man die Informationen berücksichtigt, die in der Frage präsentiert wurden.

Nur aus Interesse der Leute, um den Bias-Strom eines Operationsverstärkers (nicht den Offset-Strom) zu minimieren, R 3 = R 1 | | R 2 . Herstellung R 3 = R 1 | | R 2 wird die Ausgabe machen, v Ö , unabhängig vom Ruhestrom; die Wirkung des Offset-Stroms wird jedoch nicht beseitigt. Nichtsdestotrotz ist es besser, den Einfluss des Bias-Stroms (als des Offset-Stroms) auf den Ausgang auf Null zu setzen, da er im Allgemeinen einen größeren Einfluss auf den Ausgang hat als der Offset-Strom.

Lösung dieser Operationsverstärkerschaltung
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