Verstehen dieser Schaltung mit op. Verstärker

Ich studiere Elektrotechnik und bin auf ein Problem gestoßen, bei dem ich nicht weiterkomme. Es ist eine "einfache" Aufgabe, bei der wir über einen invertierenden Operationsverstärker mit 2 Spannungsquellen von jeweils 1 V sprechen, während alle Widerstände 10 k haben, mit Ausnahme des Widerstands in der Rückkopplung, der 20 k beträgt.

Ich weiß, dass die Lösung Uout = -7V ist, aber wie kommt man zu diesem Ergebnis? Durch Gleichungen, die ich berechnet habe, habe ich das Ergebnis entweder -0,5 oder -3 V, aber niemals -7. Außerdem habe ich in LTSpice simuliert und -7V erhalten.

Schätzen alle Hilfe!

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Aufgeräumter Schaltplan für die OP-Überprüfung. [Transistor]

Hast du es mit Überlagerung versucht? (Analysieren Sie jeweils nur mit einer der Quellen und addieren Sie die Ergebnisse.)
Ich habe Ihren Schaltplan für Ihre Überprüfung kopiert und aufgeräumt. Beachten Sie die vertikale Ausrichtung der Spannungsquellen mit + oben. Beachten Sie, dass das Massesymbol auf Masse zeigt. (Einige Standards verwenden das nach oben zeigende Symbol für V+.) Sie können entweder das Original oder meins löschen.

Antworten (1)

Ich lasse jemand anderen formell/allgemein die Berechnungen durchführen, aber hier gibt es einen einfachen Ansatz, mit dem Sie es durch Inspektion lösen können.

Wie Sie wissen, werden die Eingänge des Operationsverstärkers beide im Gleichgewicht 0 V sein (wenn es eine negative Rückkopplung gibt und der Operationsverstärker ausgleichen kann). Also nehmen wir das an.

Das bedeutet, dass 100 uA durch R3 fließen, und da unser idealer Operationsverstärkereingang nichts beiträgt, müssen 100 uA von KCL aus R2 fließen.

Jetzt kennen wir also die Spannung an der Verbindungsstelle von R1 / R2 / R5 - sie muss -1 V betragen.

Der Strom durch R1 beträgt also 200 µA, und der durch R5 fließende Strom muss daher 300 µA (100 µA + 200 µA) betragen. Der Ausgang liegt also 6 V unter -1 V oder -7 V.

(Kritzeln Sie Pfeile auf den Schaltplan, um die aktuelle Richtung gerade zu halten, wenn es hilft).

Vielen, vielen Dank! Ich war beim R1-R2-R5-Teil verwirrt, denn "woher weißt du, dass es -1 V gibt?" dann erinnerte ich mich, dass R3 = R2 und daher, wenn die "obere" Spannung +1 V ist, die untere -1 V sein muss. Es ist ein einfacher Spannungsteiler! Danke dir nochmal!
Verstehen dieser Schaltung mit op. Verstärker
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v