Elektronik 2018 EITA35 Föreläsning 2 lp2 VV, VI, IV och IV genom återkoppling Inverterande VV 1
Information Elektroniska Frågor börjar denna veckan! Tentan är rättad väntar på att resultat ska läggas in i ladok! 2
Ideala Förstärkare i in =0A VV v o VI R in = Ω R o = 0 Ω i in = 0A v 0 = A v IV II 3
Ideala Förstärkare i in =0A VV v o i in =0A VI i L R in = Ω R o = 0 Ω i in = 0A v 0 = A v R in = Ω R o = Ω i in = 0A i L = G m IV II 4
Ideala Förstärkare i in =0A VV v o i in =0A VI i L R in = Ω R o = 0 Ω i in = 0A v 0 = A v R in = Ω R o = Ω i in = 0A i L = G m i in =0V IV v o II R in = 0Ω R o = 0 Ω = 0V v 0 = R m i L 5
Ideala Förstärkare i in =0A VV v o i in =0A VI i L R in = Ω R o = 0 Ω i in = 0A v 0 = A v R in = Ω R o = Ω i in = 0A i L = G m i in i in i L =0V IV v o =0V II R in = 0Ω R o = 0 Ω = 0V v 0 = R m i L R in = 0Ω R o = Ω = 0V i L = Ai in 6
Differansförstärkare v p v n v o = A d (v p v n ) A cm v p v n 2 A d Förstärker skillnaden mellan v p och v n A CM CommonMode förstärkning (dåligt!!) CMMR = 20 log A d A cm Bra förstärkare hög CMMR! 7
Differansförstärkare negativ återkoppling (VV) v o = A d (v p v n ) =v p v n = Bv 0 B Differansförstärkare med stort A d! v o v o = A d 1 BA d 1 B A d v n = v p i n = i p = 0 Då A d är oändlig! Vi kan använda differensförstärkare med hög förstärkning för att bygga ideala förstärkare 8
Differansförstärkare negativ återkoppling & ändlig A d =v p v o = A d 1 BA d v n = Bv 0 B v o = A d (v p v n ) v p = v n = BA d 1 BA d B = 0.01 A d = 10 5 = 1V v p = 1V v n = 0.01 105 1 0.01 10 5 1 = 0.999001V v n v p Med ett fel på bara 0.1%! Om A d får vi att v n, dvs v n v p 0 v 0 = A d v d = 0 =? Oändlig A d komponent som måste ha v n =v p genom återkoppling! 9
Analys av negativt återkopplade förstärkare med A d = 1) Identifiera om negativt återkopplad 2) Skriv ner KCL på okända noder utom noden kopplad till OP:ampens utgång 3) Använd att v p =v n och i n =i p =0 v p = v n i p = i n = 0 v 1 4) Lös ekvationerna i 2. i n =0 2*. Flyter en ström i 0 från v 0. Måste tas med om du skriver KCL på noden i 0. En till obekant, som vi ofta inte är intresserad av! I många kretsar kan vi snabbt bestämma v p och därmed v n och sedan v 0! v 2 v 1 v 1 i p =0 i 0 v 0 v 1 v 2 R v 1 v 0 R = 0 v 1 10
Operationsförstärkare Generell modell för återkopplade förstärkare både diskreta och integrerade kretsar Billiga & Enkla för att snabbt bygga mindre kretsar (0.671: styck!) Byggblock i AD/DA omvandlare 20181114 Föreläsning 21, Elektronik 2018 11
VV förstärkare R 2 Vad blir v n? R 1 v n v p v ut A. 0 V B. V C. R 1 R 1 R 2 v ut D. v ut E.??? nano.participoll.com A B C D E 12 0
VV förstärkare R 1 v n v p R 2 v ut Varför blir v n = v p för en återkopplad förstärkare? A. Opampen mäter på v p och lägger ut samma spänning från v n porten. B. Eftersom i p =i n måste v n =v p. C. v ut ökas till dess att v n =v p. D. v n och v p är kortslutna inuti opampen. E.??? nano.participoll.com A B C D E 13 0
Operationsförstärkare v p V CC Differentiell förstärkare A d = 10 5 10 6 v o = A d (v p v n ) v n v 0 Maximal utspänning = V CC, V EE V EE Ideal OP Återkopplad förstärkare: v n =v p i p =i n =0 A En verklig OP har fler begränsningar: v n, v p > V EE 0.7 v n, v p < V CC 0.7V Exakta siffror beror på vilken OPamp ni använder! 14