비 반전 회로에 비해 반전 opamp 회로의 장점은 무엇입니까?


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연산 증폭기 회로는 개별 연산 증폭기의 차이에 관계없이 특정 이득을 달성하도록 설계되었습니다. 하나의 매우 일반적인 회로는 -R2 / R1의 이득을 갖습니다. 다음은 (수정 된) 회로도입니다.

반전 연산 증폭기 회로도

다른 일반적인 구성은 R2 / R1 + 1의 이득을 가지며 비 반전입니다.

비 반전 회로도

내가 볼 수없는 것은 지구상에서 왜 반전을 원하는 이상한 경우를 제외하고 누군가가 반전을 사용하는 이유입니다. 비반 전형은 추가 입력단없이 높은 입력 임피던스를 가지며 거의 동일한 게인입니다. 첫 번째 예에 이점이 있습니까?

또한 첫 번째 예에는 높은 입력 임피던스가 없으므로 구동하는 데 상당한 전류가 필요할 수 있습니다. 따라서 종종 소스 팔로워가 앰프 앞에 배치됩니다. 두 번째 구성의 경우 소스 팔로워가 필요한 이유가 있습니까?


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첫 번째 경우 (반전)는 단일 전원 연산 증폭기이기 때문에 + 입력에 VCC / 2를 공급하는 "가상 접지"가 필요하지 않더라도 출력이 음수로 전환 될 수 있습니까? (나는 여전히 op-amp 사용을 배우는 디지털 사람이므로 이에 대해 쉽게 틀릴 수 있습니다).
tcrosley

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당신은 당신의 자신의 질문에 대답했습니다. 때로는 입력 임피던스가 낮은 앰프 를 원할 수도 있습니다. 예를 들어 전류를 증폭하는 경우.

답변:


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인 버팅 구성은 1보다 적은 이득을 얻을 수 있으며 믹서로 사용될 수 있습니다. 여기 좋은 프라이머가 있습니다.

http://chrisgammell.com/2008/08/02/how-does-an-op-amp-work-part-1/

나는 왜 정확한지 모르겠다 (누구든지 자유롭게 들리게 됨). 음의 피드백이 음의 입력 단자를 0v로 유지한다는 사실은 노드가 전류를 합산하기에 적절한 장소라는 것을 의미하므로 믹서 회로를 가능하게 만듭니다 (반전) . 연산 증폭기는 저렴하고 하나 이상의 패키지로 제공되므로 "거꾸로"있으면 보통 무언가를 뒤집을 수 있습니다


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아직 언급되지 않은 한 가지 요인은 공통 모드 입력 전압이 좁은 범위 내에서 유지 될 때 일부 연산 증폭기가 가장 잘 작동한다는 것입니다. 동일한 회로가 두 레일 근처의 공통 모드 전압을 처리하는 연산 증폭기를 설계하는 것은 매우 어렵습니다. 일반적으로 입력이 레일 중 하나에 너무 가까이있을 때 연산 증폭기가 올바르게 작동하지 않거나 전압이 한 레일에 가까울 때 사용하기 위해 한 세트의 입력 회로가 있고 전압이 다른 레일에 가까울 때 사용하기 위해 한 세트의 입력 회로를 갖습니다. , 회로가 자동으로 전환되도록합니다. 두 입력 회로가 완벽하게 일치하지 않으면 전환하면 출력이 교란 될 수 있습니다. 공통 모드 전압을 고정 된 값으로 유지하면이 문제가 해결됩니다.


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커먼 모드 전압을 변화 시키면 입력 차동 쌍을 공급하는 전류 미러의 채널 길이 변조 / 조기 영향과 같은 메커니즘을 통해 왜곡이 발생합니다. 소스 저항이 크면이 왜곡이 상당히 클 수 있습니다.
Bitrex

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그의 첫 번째 책에서 Jim Williams는 Williams의 규칙을 다음과 같이 공식화합니다. "조금 알려진 정밀 연산 증폭기 회로의 작은 교리입니다.
markrages

@ markrages : 나는 그 규칙을 좋아한다. 입력 전류를 최소화하려는 경우에는 일반적으로 연산 증폭기를 사용하는 것이 일반적이며, 비 반전 구성이 일반적으로 사용되는 방법이지만 입력에 유한 저항 특성이 알려진 경우 이는 좋은 신호입니다. 반전 구성을 사용하십시오.
supercat 2016 년

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@markrages : 흥미롭게도 다른 원칙에도 같은 원칙이 적용됩니다. 예를 들어, 표준 흑백 필름을 처리하여 포지티브 또는 네거티브 필름을 만들 수 있으며 포지티브 및 네거티브 컬러 필름을 모두 사용할 수 있습니다. 직접 포지티브는 네거티브로 만든 인쇄물보다 낫지 만 네거티브로 만든 인쇄물은 포지티브로 만든 것보다 낫습니다.
supercat

반전이 이상적이지 않은 경우가 몇 가지 있습니다. 예를 들어 소스 임피던스가 높으면 노이즈가 필요 이상으로 높을 수있는 잠재적으로 높은 값의 저항을 사용해야합니다. 소스 임피던스가 크게 높지 않더라도 일반적으로 직렬 저항을 최소화하려고합니다. 특히 오디오 회로에서 노이즈를 낮게 유지합니다. 정말 좋은 저잡음 오디오 회로를 연구한다면, 신호 경로에서 일반적으로 매우 낮은 직렬 저항을 찾을 수 있습니다.
squarewav

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어쨌든 반전은 문제가되지 않습니다. 배선을 바꾸는 것만으로 긍정적 인 신호를 얻을 수 있습니다. 또한 여러 앰프 스테이지를 사용하는 것이 일반적이며 짝수의 인 버팅 앰프는 비인 버팅 앰프를 크게 만듭니다.

Wikipedia는 비 반전 구성에 대한 몇 가지 단점을 제공합니다. http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#Non-inverting_amplifier

두 번째 구성의 입력에 버퍼를 배치하면 어떤 이점이 있다고 생각하지 않습니다.


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포지티브 피드백을 사용하면 일반적으로 출력이 포지티브 레일로 "뛰어나고"그대로 유지됩니다. 다양한 입력 신호를 증폭하려고 할 때 이것은 사용되지 않습니다.
JimmyB

답변에 Wikipedia에 명시된 단점을 포함시킬 수 있습니까?
Dmitry Grigoryev

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실제로 오늘날 겸손한 반전 증폭기는 비 반전 증폭기에 비해 거의 공통점이 없습니다 (공통 모드 오류가없고 물론 반전도 제외). 그러나 과거에는 차동 증폭기가 없었을 때 마이너스 피드백으로 증폭기를 만드는 유일한 방법이었습니다.

R1 및 R2 대신에 다양한 요소 E1 및 E2 (저항, 커패시터, 인덕터, 다이오드, 트랜지스터, 센서 등)가있는 일반화 된 반전 구성이 매우 유용합니다. 이 op-amp는 동등한 출력 전압으로 E2에서 원하지 않는 전압 강하를 제거하여 E1에 이상적인 부하 조건 (짧은 연결)을 제공합니다. op-amp는 E2의 양의 임피던스를 중화시키는 음의 임피던스를 갖는 요소로 작용합니다. 이 기술에 대한 자세한 내용은 Wikibooks의 전압 보상 이야기를 참조하십시오 .

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