Operationsverstärker (Op-Ampere) werden in elektronischen Schaltungen zur Signalverarbeitung weit verbreitet eingesetzt. Feedback-Netzwerke sind für die Steuerung des Verhaltens von Op-Amperes von wesentlicher Bedeutung, was Parameter wie Verstärkung, Bandbreite und Stabilität beeinflusst. Dieser Artikel stellt Beispiele für Op-Ampere-Feedback-Netzwerke in der realen Welt vor und analysiert ihre Funktionen.

Konfiguration des Spannungsfolgers

Der Spannungsfolger, auch Pufferverstärker genannt, verwendet eine direkte Rückkopplungsverbindung vom Ausgang zum invertierenden Eingang, die einen Einheitsgewinn bewirkt und den Eingang vom Ausgang isoliert, wodurch Belastungseffekte vermieden werden.

Dabei wird der nichtinvertierende Eingang mit dem Eingangssignal beaufschlagt und der Ausgang direkt auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt, wodurch sich eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz ergeben, die zur Impedanzanpassung geeignet sind.

Invertierender Verstärker

Der invertierende Verstärker setzt die Verstärkung über ein Widerstandsnetzwerk ein, wobei das Eingangssignal über einen Widerstand an den invertierenden Eingang angelegt wird, während ein Rückkopplungswiderstand den Ausgang mit dem invertierenden Eingang verbindet, wobei der nicht invertierende Eingang geerdet ist.

Die Verstärkung dieser Anordnung wird durch das Verhältnis des Rückkopplungswiderstandes zum Eingangswiderstand bestimmt und ergibt eine stabile und vorhersagbare Verstärkung, so dass sie für Signalinversion und -verstärkung geeignet ist.

Nicht-invertierender Verstärker

Die nichtinvertierende Verstärkeranordnung legt das Eingangssignal direkt an den nichtinvertierenden Eingang, wobei ein Widerstandsnetzwerk vom Ausgang zum invertierenden Eingang die Verstärkung einstellt.

Die Verstärkung wird berechnet als 1 plus das Verhältnis des Rückkopplungswiderstandes zu dem an Masse angeschlossenen Widerstand, was eine hohe Eingangsimpedanz bietet und üblicherweise zur Spannungsverstärkung verwendet wird.

Zusammenfassung der Feedback Network Effects

  • Gain-Steuerung: Feedback-Widerstände bestimmen den Verstärkungsfaktor.
  • Stabilität: Richtiges Feedback reduziert Verzerrungen und verbessert die Stabilität.
  • Impedanz-Matching: Feedback-Netzwerke beeinflussen Eingangs- und Ausgangsimpedanzen.
  • Bandwidth: Feedback kann den Frequenzgang erweitern oder begrenzen.