Entweder ist mein Lehrbuchautor ein Schurke oder ich habe nicht die Voraussetzungen, auch nur eine einfache Operationsverstärkerschaltung zu verstehen. Ich verstehe, wie ein grundlegender invertierender Verstärker funktioniert und wie die Verstärkung aufgrund der internen RC-Schaltung (Miller C) abfällt.
Was ich in der folgenden Schaltung nicht verstehe, ist, wie der Wert des Widerstands die Bandbreite ändert. Da das Produkt der Verstärkungsbandbreite im Allgemeinen konstant ist, muss diese Schaltung sehr geschickt sein, um die Bandbreite zu manipulieren, ohne die Verstärkung zu berühren. Ich füge den vollständigen Schnappschuss meiner Lehrbucherklärung bei. Die Bandbreite ändert sich mit und gibt Gleichungen an, erklärt aber nicht, wie oder warum. Bitte helfen Sie mir zu verstehen, wie das funktioniert.R
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Antworten:
Der Autor sagt zu Recht, dass die Bandbreite mit R variiert, die Verstärkung jedoch nicht.
Dieses Ergebnis kann leicht verstanden werden, wenn wir die Spannungsquelle, die parallel zu R ist, mit R selbst kombinieren, um ein Thevenin-Äquivalent am invertierenden Anschluss des Opamps zu erhalten.
Das Thevenin-Äquivalent ist V t h = V i n ( R 1 | | R )
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Intuitive Antwort
Da R sowohl den Eingang als auch die Rückkopplung auf 0 V abschwächt, müssen die internen Transistoren mehr interne Verstärkung verwenden, um eine Ausgangssignalspannung zu liefern, so dass der Eingangsstrom an Vin (-) aufgehoben wird und eine virtuelle Masse bleibt. dh Vin / Rin = Vout / Rf.
Die Dämpfung von Vin zu Vin (-) mit Rin zu R zu gnd wirkt sich also nicht auf die Verstärkung der äußeren Gleichstromschleife aus, sondern die Transistoren des Operationsverstärkers müssen mehr interne Verstärkung verwenden, um die Ausgangsleistung anzupassen, jedoch auf Kosten von BW aufgrund von festem GBW.
Die äußere "DC" -Schleifenverstärkung bis zum gedämpften neuen GBW-Produkt ... ist das, was ich für TY @LvW vorgesehen habe
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Die gezeigte Schaltungsmodifikation mit einem Widerstand R zwischen den Operationsverstärkereingangsanschlüssen ist eine sehr beliebte Methode zur Verbesserung der Stabilitätsspanne der geschlossenen Unterbrechungsverstärkung (Eingangskompensation).
Für ideale Operationsverstärker (sehr große Verstärkung im offenen Regelkreis) hat der Widerstand R keinen Einfluss auf die Verstärkung im geschlossenen Regelkreis, senkt jedoch den LOOP GAIN (und damit die Bandbreite der Verstärkung im geschlossenen Regelkreis).
Infolgedessen wird der Stabilitätsspielraum verbessert, und es ist uns gestattet, auch Operationsverstärker zu verwenden, die NICHT mit einer Verstärkung von eins kompensiert sind, wenn Anwendungen mit einer geschlossenen Schleife von nur eins erforderlich sind.
Intuitive Erklärung (für eine nicht beeinflusste Verstärkung mit geschlossenem Regelkreis): Unter der Annahme, dass die Verstärkung mit offenem Regelkreis Aol unendlich ist, ist die Verstärkung mit geschlossenem Regelkreis Acl = -Hf / Hr mit
Durchlassfaktor Hf = Vn / Vin für Vout = 0 (Vn: Spannung am Operationsverstärkeranschluss "-") und
Rückkopplungsfaktor (Return) Hr = Vn / Vout für Vin = 0.
Es ist leicht zu zeigen, dass der zusätzliche Widerstand R beide Faktoren auf die gleiche Weise senkt, so dass der Wert von "R" im Verhältnis Hf / Hr ausfällt.
Berechnung:
Vorwärtsfaktor: Hf = (Rf || R) / [(Rf || R) + R1]
Rückkopplungsfaktor: Hr = (R1 || R) / [(R1 || R) + Rf]
Nach Auswertung (und einigen mathematischen Manipulationen) des Verhältnisses Acl = -Hf / Hr kommen wir zu Acl = -Rf / R1 (R bricht ab).
Die Schleifenverstärkung (die für die Stabilitätseigenschaften wesentlich ist) kann jedoch durch Variieren von R so niedrig wie nötig gemacht werden:
Schleifenverstärkung LG = -Hr * Aol (Aol: Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers)
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