Muss ich am Eingang eines Operationsverstärkers einen Gleichstrompfad erstellen?

Wie die anderen Antworten sagen, benötigen Sie R1, um die DC-Eingangsspannung zu definieren.

Um den zweiten Teil der Frage zu beantworten: R1 kann an eine andere Gleichstromquelle als GND angeschlossen werden, vorausgesetzt, Sie berücksichtigen deren Auswirkung auf die Ausgangsspannung.

Mit anderen Worten, wenn Sie es an 1 V anschließen und die Verstärkung der Schaltung bei DC 10 beträgt, stellt sich der Ausgang auf 10 V DC ein. Wenn Vs +5 V beträgt, kann dies nicht passieren, sodass sich der Ausgang irgendwo in der Nähe von 5 V einpendelt und dort bleibt, solange Vin (AC)> -1 V.

Diese DC-Vorspannung am Eingang kann für verschiedene Zwecke verwendet werden: zum Beispiel zum Versetzen eines AC-Audioeingangs (+/-2 V sagen wir) auf einen Bereich von 0,5 bis 4,5 V zur Umwandlung in einen ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Sie würden R1 an 2,5 V anschließen und die Verstärkung des Operationsverstärkers auf 1 setzen (dh R2 entfernen).

Ja, Sie möchten im Allgemeinen den Widerstand dort haben. Es bildet mit C1 ein Hochpassfilter, und normalerweise möchten Sie die Zeitkonstante kurz genug halten, damit sich der Pegel am nicht invertierenden Eingang einigermaßen schnell stabilisiert, aber lang genug, dass die Grenzfrequenz des Hochpassfilters das gewünschte durchlässt Signal.

Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers (ohne Eingang und angelegte Leistung) stabilisiert sich in der Nähe des (1+R3/R2)-fachen der Spannung am unteren Ende von R1. Wenn Sie also R1 mit Masse verbinden, sollte die Ausgangsspannung nahe Null sein (ohne Berücksichtigung des Vorspannungsstroms multipliziert mit R1 und der Eingangsoffsetspannung des Operationsverstärkers). Wenn Sie es an etwas anderes als 0 V anschließen, kann die Ausgangsspannung von 0 V abweichen und sogar gesättigt sein.

Wenn Sie R1 weggelassen und einen Operationsverstärker mit sehr geringem Leckstrom und einen Kondensator mit geringem Leckstrom verwendet haben, scheint dies möglicherweise sogar für einige Zeit zu funktionieren, aber schließlich wird die durchschnittliche Ausgangsspannung wahrscheinlich in Richtung der einen oder anderen Schiene driften. Wenn Sie einen relativ undichten Kondensator wie einen bipolaren Elektrolyten verwendet haben, funktioniert er möglicherweise gut, obwohl der Kondensator unter bestimmten Bedingungen aufgeladen werden kann (z. B. eine Spannung über +/-Vs an den Eingang anlegen) und viele Minuten dauern kann erholen.

Wenn die Verstärkung hoch ist, möchten Sie möglicherweise einen weiteren Kondensator in Reihe mit R2 hinzufügen, wodurch die maximale Ausgangsoffsetspannung reduziert wird, da die Eingangsoffsetspannung nicht mehr verstärkt wird.

Während ein Teil der Funktion des Widerstands darin besteht, einen Pfad für den Eingangsvorspannungsstrom bereitzustellen, wird er auch benötigt, um dort einen Gleichspannungspegel aufzubauen. Wenn ein FET-Eingang mit einem Kondensator verbunden ist, gibt es im Wesentlichen keinen DC-Pfad und daher könnte der Eingang ziemlich unbegrenzt auf eine beliebige DC-Spannung geladen bleiben. Also ja, Sie wollen den Widerstand an einem FET-Verstärker.

Allerdings sollten Sie in der Lage sein, einen viel höheren Widerstandswert an einem FET-Verstärker zu verwenden.

Ein Ruhestrom legt den Ruhearbeitspunkt eines Geräts fest; es hat einen bestimmten Zweck. Es fließt kein solcher Strom in die Betriebseingangspins eines Operationsverstärkers. Es gibt einen winzigen Leckstrom, aber das ist kein Ruhestrom. In der Schaltung könnte R1 weggelassen werden (obwohl sich die Übertragungsfunktion ändern würde) und es gäbe keine nachteiligen Betriebseffekte; die Schaltung würde immer noch glücklich funktionieren.

Welche Bias-Ströme auch immer erforderlich sind, werden aus den Versorgungsspannungen erhalten und sind völlig unabhängig von eventuell vorhandenen Betriebssignalen.