Az invertáló erősítő

Most, hogy megismertük az opák néhány tulajdonságát a nem-invertáló erősítőn keresztül, nézzük meg az invertáló erősítőt.

Egy 10-szeres erősítésű fokozat:

6. ábra

Működése:

A bemenetre +1V-os jelet kapcsolunk. Mivel ez most a "-be" bemenetre kerül, a kimenet feszültsége negatív irányban fog változni 0,5V/μS-os sebességgel...
R3 és R4 egy feszültségosztót alkot. Ha a bemenetre 1V-ot kapcsolunk, a kimenetre -10V-ot kell juttatnia az opának, hogy a 2 ellenállás közös pontján kialakuljon az egyensúlyhoz szükséges 0V.

Tehát ennek az erősítése így számítható:

Au=-R3/R4

(a mínusz jel a fázisfordítás miatt szerepel a képletben)

Mivel most R4 jobb oldali lába a "-be" bemeneten van, ami csak μV-kal tér el a GND-től, ezért úgy is tekinthetjük, hogy R4 a GND-re van kötve. Így a visszacsatolás nem befolyásolja a bemeneti impedanciát.

Ezért a bemeneti impedancia értéke:

Rbe=R4

A többi ugyanaz, mint a neminvertálónál:

Rki=Ro/Am
stb,stb....

Maradjunk még a 741-es IC-nél, de javítsuk ki a korábban elkövetett hibákat. Ideiglenesen legyen 600Ω-os a fejhallgatónk és nézzük meg mi történik.

7. ábra

Először is:

Hangerő szabályzónak mindig LOGARITMIKUS potmétert használjunk. Ekkor a potméter tengelyének azonos elfordítgatására mindig azonos hangerő változás a válasz.
A potmétert terhelő bemeneti ellenállás mindig legyen legalább kétszer nagyobb, mint a potméter értéke. (Itt 10kΩ vs. 20kΩ. Azért, hogy a fent leírt elvárás ne boruljon nagyon.)

Beépítésre került egy kondenzátor, hogy az egyenáramú erősítést kiiktassuk: a kondenzátor egyenáramúlag szakadás, vagyis végtelen ellenállás. Így az erősítés egyenáramra az audió-jel bemeneten: Audc=R3/végtelen=0.

Míg az egyenáramú erősítés a "+be" bemenetre nézve Audc=1, vagyis csak az offset hiba-feszültség kerül ki a kimenetre. A szimmetrikus táp miatt unipoláris (fólia) kondenzátor kell. (Az elkó tönkremegy, ha váltóáramot kap.) Mivel a "-be" továbbra is 200kΩ-on keresztül kap visszacsatolást, még mindig lehet akár 50mV hiba a kimeneten, de kis szerencsével, ha az opánk a tipikus értékeket produkálja, már csak 2mV lesz.

Az erősítés abszolút értéke:

Au=R3/R4=10, vagyis 20dB

De most még vizsgáljuk meg az opa Rbe ellenállásának a hatását.

Ezt a fenti kapcsoláson a pirossal rajzolt ellenállás jelképezi.

Ez az ellenállás a negatív visszacsatolás szempontjából párhuzamosan van kötve az R4-gyel. A párhuzamosan kapcsolt ellenállások eredőjét pedig az alábbi képlet szerint számítjuk:

Re=R4*Rbe/(R4+Rbe)=20kΩx20kΩ=10kΩ

Mindenféle számítgatás nélkül is látható, hogy mivel a bemeneten lévő ellenállás értéke a felére csökkent, ezért az opa erősítése a duplájára nőtt. De, mivel az R4 és az Rbe együttesen egy 1:2 arányú feszültségosztót is alkotnak, összességében a bemenő jel továbbra is 10-szeresen van felerősítve.
Vagyis, a felesleges leosztás és visszaerősítés miatt elveszítettük a maradék erősítés felét.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!