Wie geht man mit vier Widerständen in einem Quadrat (OP-Amp) um?

Ich möchte diese Schaltung analysieren und finden v Ö u T v ich N . Aber wie soll ich mit den vier Widerständen im Quadrat umgehen?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Kann ich die Schaltung wie folgt neu zeichnen?

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Simulieren Sie diese Schaltung

Sind jetzt R 1 , R 3 (Und R 2 , R 4 ) in Serie? Ich gehe davon aus, dass es nicht der Fall ist, weil ich am Ende mit:

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Simulieren Sie diese Schaltung

Meine Frage ist also: Wie soll ich mit den vier Widerständen umgehen?

1. bis 2. Schema: Das ist nicht einmal eine Neuzeichnung, das ändert nur ein paar rein visuelle Winkel. Ja, das können Sie tun: 2. bis 3.: Das macht überhaupt keinen Sinn. Was auch immer die Absicht war, du kannst das nicht tun. Dies verstößt gegen alle Regeln der linearen Schaltungsanalyse.
2. Schema ist das gleiche wie 1. wie @MarcusMüller erwähnt. Aber das kann Ihnen ein klareres Bild geben
Was versuchst du zu finden? Der DC-Gewinn? Dürfen Sie Software zum Lösen von Gleichungssystemen verwenden? Müssen Sie Bleistift und Papier verwenden?
@Karl v Ö u T v ich N mit Bleistift und Papier.
Wollten Sie am Ausgang eine Spannungsquelle verwenden oder war es ein Voltmeter? @JDoeDoe
Nützlicher Suchbegriff: Wheatstone Bridge.

Antworten (3)

Schau dir nur diese Schaltung an. Was ich getan habe, ist, dass ich, da sowohl R3-R1 als auch R4-R2 auf Masse gehen, es in zwei separate Pfade aufteile, die auf Masse fließen. Jetzt können Sie es einfach neu zeichnen und die Funktionsweise dieser Schaltung beobachten. Sie können es weiter reduzieren, indem Sie R1/R5 finden.

BEARBEITEN: Sie können auch das Thevenin-Äquivalent berechnen und die Spannung am + ve-Anschluss des Opamp finden.EFFEKTIVER SCHALTKREIS

Sie können auch das Thevenin-Äquivalent für Vin, R2 und R4 finden. (Dank der Erklärung von @jonathan in seiner Antwort)

Ihre erste Transformation ist korrekt (es ist genau die gleiche Schaltung, nichts geändert), Ihre zweite nicht. Im Allgemeinen sind elektronische Komponenten nur dann "in Reihe", wenn nichts zwischen ihnen verbunden ist.

R5 und R1 gehen beide von V2 nach Masse, also sind sie parallel und Sie können sie zu einem einzigen Widerstand vereinfachen (nennen wir ihn R51). Als nächstes bilden R3 und R51 einen Spannungsteiler. Sie können es durch sein Thevenin-Äquivalent ersetzen.

R4 und R2 bilden auch einen Spannungsteiler, den Sie durch sein Thevenin-Äquivalent ersetzen können. Das bedeutet, dass die äquivalente Thevenin-Spannungsquelle Vin*R2/(R2+R4) und ihre Impedanz R2||R4 ist. Es verbindet sich mit dem invertierenden Eingang des OpAmp. R6 bleibt, wo es ist, weil Sie es nicht in die Thevenin-Berechnung einbeziehen können, da es in den Rückkopplungspfad eingebunden ist.

Nach diesen Transformationen bleibt eine Spannungsquelle, die direkt mit dem nicht invertierenden Eingang des OpAmp verbunden ist. Der OpAmp selbst ist als invertierender Verstärker geschaltet.

Ich war verwirrt von 'R4 und R2 bilden einen Spannungsteiler'! Es fließt etwas Strom durch R4 nach R6, richtig? Da es eine negative Rückkopplung gibt, können wir es nicht als normalen Spannungsteiler annehmen und finden sein Thevenin richtig? @ Jonathan
Sie können Thevenin verwenden, um jede Teilschaltung zu vereinfachen, die aus passiven Elementen und Spannungs-/Stromquellen besteht. In diesem Fall ist die Thevenin-Spannung Vin*R2/(R2+R4) und die Impedanz ist R2||R4. R6 bleibt, wo es ist.
Ja, 'passive Schaltkreise'. Wird es sicher sein, sie hier zu verwenden? da Opamp im Stromkreis vorhanden ist? @Jonathan
Ja, die Verwendung ist sicher, solange Sie keine variablen (abhängigen) Spannungsquellen (wie die Ausgangsspannung des OpAmp) einbeziehen. Dies bedeutet, dass Sie R6 nicht in das Thevenin-Ersatzschaltbild falten können, es muss getrennt bleiben. Vin, R2 und R4 sind jedoch alle fest (unabhängig), sodass Sie eine Ersatzschaltung für sie berechnen können.
Meine Verwirrung ist, wenn sich das Potenzial am negativen Anschluss ändert, ändert sich Vout nicht. Und das bewirkt, dass sich der Strom durch R6 ändert. Und wirkt sich das nicht auf den Strom durch R4 und R2 aus?
Der Strom durch R6 ändert sich, aber die Thevenin-Ersatzschaltung von Vin, R2 und R4 verhält sich genau wie die ursprüngliche Schaltung, selbst wenn dieser sich ändernde Strom an sie angelegt wird. Sie können nur keine abhängigen Spannungs- / Stromquellen in die Thevenin-Berechnung einbeziehen. Jede Teilschaltung, die nur aus unabhängigen Elementen besteht (unabhängige Spannungsquellen, feste Widerstände usw.), ist Freiwild. Vin ist unabhängig und R2/R4 sind Festwiderstände, also funktioniert das gut.

Um es einfach zu halten: R4 ist irrelephant. Ignorieren/entfernen. Es macht nur zusätzliche Wärme. Es ändert lediglich die Eingangsimpedanz, was keine Rolle spielt, da die Schaltung von einer Spannungsquelle angesteuert wird.

Das ist nicht richtig. Sie sollten nach "Wheatstone Bridge" suchen
Wenn eines der Elemente variabel wäre, könnte ich zustimmen, aber der Fragesteller möchte einfach die Ausgangsspannung der Schaltung berechnen. Bei einer Wheatstone-Brücke interessiert Sie die Spannung über den Knoten. In dieser Schaltung liegt aufgrund des Operationsverstärkers keine Spannung über der Brücke an.
@AuldDuffer Ich vermute, Ihre Antwort könnte ernster genommen werden, wenn es weniger Dickhäuter gäbe.
Ja, und der Strom durch R6 und damit die Ausgangsspannung hängt von R4 ab
Wenden Sie KCL am invertierenden Eingangsknoten an, und es ist klar.
Wie geht man mit vier Widerständen in einem Quadrat (OP-Amp) um?
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