Pembalikan buffer dengan op-amp

15

Saya tahu mudah membuat buffer gain dengan op-amp (sebagai pengikut voltase):

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Saya juga tahu bahwa mudah membuat buffer pembalik dengan op-amp (penguat pembalik dengan ): $R_1 = R_2$

skema

Namun, akurasi penguat pembalik ini tergantung pada ketepatan dan - jika mereka tidak erat cocok, output akan berbeda sedikit dari . $R_1$ $R_2$ $-V_{in}$

Apakah ada cara untuk membuat buffer pembalik dengan op-amp yang tidak tergantung pada presisi dari resistor ini, seperti pengikut tegangan? Apakah ini ide yang lebih baik untuk mendapatkan resistor presisi yang lebih tinggi?

operational-amplifier analog buffer Greg d'Eon
sumber

17

Tidak, tidak ada cara untuk membuat buffer pembalik hanya dengan op-amp yang tidak bergantung pada nilai resistor. Anda bisa mendapatkan resistor dengan akurasi dan stabilitas yang sangat baik (dengan harga yang sama mengesankan) atau Anda bisa mendapatkan jaringan dengan yang cocok (dalam nilai dan dalam koefisien suhu) di mana akurasi absolut mungkin tidak begitu mengesankan tetapi rasio dikontrol dengan ketat.

Ada cara untuk membalikkan sinyal tanpa resistor akurat - yang disebut metode kapasitor terbang, tetapi itu cukup kompleks dan resistor adalah solusi yang lebih baik untuk sebagian besar situasi hingga ke tingkat akurasi ppm.

Spehro Pefhany
sumber

Hebat - ini mencakup persis jumlah hal praktis dunia nyata yang saya inginkan.

Greg d'Eon

Jadi pertanyaan yang saya coba tanyakan adalah: mengapa tidak? Karena R1 dan R2 dapat berupa nilai apa pun, mengapa nilai itu tidak bisa nol? (Saya yakin ada alasannya, baru saja belum menemukannya)

jgalak

1

@ jgalak Gainnya adalah - (R1 / R2). Selain dari kemungkinan matematika 0/0, untuk setiap angka positif kesalahan persentase dalam R1 atau R2 muncul langsung dalam kesalahan gain. Jadi tidak ada keuntungan untuk nilai yang sangat kecil (atau sangat besar) dalam hal kesalahan ideal. Nilai yang sangat kecil memuat op-amp dan memperkenalkan masalah tambahan. Nilai yang sangat besar menyebabkan kesalahan tambahan karena arus dan kebocoran bias dan mungkin kebisingan Johnson.

Spehro Pefhany

Tetapi untuk konfigurasi amplifier non-pembalik, rumusnya juga G = 1 + (R2 / R1), namun dalam konfigurasi buffer 0/0 berfungsi dengan baik. Jadi mengapa tidak apa-apa di sana dan tidak dengan buffer pembalik?

jgalak

1

Hah. Dan saya baru saja mendapatkannya. 0 / inf tren ke 0. 0/0 tidak tren di mana pun. Ok, sudahlah, mengerti! Bagaimanapun, terima kasih!

jgalak

6

Satu kemungkinan. Mereka biasa membuat beberapa op-amp khusus yang memiliki keluaran diferensial, positif dan negatif, kemungkinan untuk menggerakkan pasangan saluran diferensial. Saya tidak pernah menggunakan satu dan saya tidak ingat nomor bagian. Tapi saya berasumsi jika Anda menghubungkan output positif sebagai pengikut tegangan, output negatif akan sama negatifnya.

Perhatikan bahwa pengaturan op-amp pengikut voltase tidak sempurna. Ada internal gain spec dan offset kecil, sementara kecil, dapat menghasilkan output yang tidak sempurna satu ke salah satu input.

Nedd
sumber

Ini adalah ide yang cukup pintar, tapi saya tidak yakin itu akan berguna dalam praktik (terutama ketersediaan suku cadang)

Greg d'Eon

4

Menambah jawaban Nedd, IC gain amplifier diferensial kesatuan presisi yang Anda cari adalah dari tipe INA105, DRV134, THAT1240 dll. Ada beberapa kualitas, merek dan pabrikan dan tentu saja kisaran harga yang bervariasi. Sirkuit yang dimaksud akan menjadi yang di bawah ini, dari lembar data INA105.

jilski
sumber

0

Pengalaman praktis sering menyimpang dari ideal buku teks terutama di domain analog. Jika Anda menggunakan resistor berkualitas baik dari produsen yang sama dan batch yang sama, akurasi antara masing-masing resistor lebih baik daripada toleransi yang dikutip dari nilai nominal.

Jika Anda menginginkan op amp pembalik gain dalam praktiknya menggunakan perangkat tujuan umum seperti LM324, hitung saja nilai resistor untuk memberikan keuntungan yang dihitung. G = -1.009 Misalnya Rin = 218k, Rf=220k,. Ini akan memberi Anda keuntungan terukur aktual G = -1dengan voltmeter Anda.

Saya tidak pernah menggunakan sesuatu yang lebih eksotis daripada LM324, saya telah menggunakan bagian ini untuk antarmuka ke sensor yang membutuhkan tingkat akurasi microvolt tanpa masalah membuat output yang stabil. Kesulitan Anda mulai mencoba membuat konverter AD mikrokontroler Anda stabil.

pengguna229050
sumber

Pembalikan buffer dengan op-amp

Jawaban: