บัฟเฟอร์อินเวอร์เตอร์ที่มี op-amps

15

ฉันรู้ว่ามันเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้าง unity gain buffer ด้วย op-amp (เป็น follower voltage):

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ฉันรู้ด้วยว่ามันเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้างบัฟเฟอร์กลับหัวด้วย op-amp (แอมป์สลับกับ ): $R_1 = R_2$

แผนผัง

อย่างไรก็ตามความแม่นยำของแอมพลิฟายเออร์กลับด้านนี้ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของและ - หากไม่ได้จับคู่อย่างใกล้ชิดเอาต์พุตจะแตกต่างจากเล็กน้อย $R_1$ $R_2$ $-V_{in}$

มีวิธีในการสร้างบัฟเฟอร์กลับหัวด้วย op-amp ที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของตัวต้านทานเหล่านี้เช่นตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าหรือไม่? เป็นความคิดที่ดีกว่าหรือไม่ที่จะได้ตัวต้านทานความแม่นยำสูงกว่า

operational-amplifier analog buffer

— เกร็กดีอน
แหล่งที่มา

17

ไม่ไม่มีวิธีในการสร้างบัฟเฟอร์กลับหัวด้วย op-amp ที่ไม่ขึ้นอยู่กับค่าตัวต้านทาน คุณสามารถรับตัวต้านทานที่มีความแม่นยำและความเสถียรที่ดีมาก (ในราคาที่น่าประทับใจเท่ากัน) หรือคุณสามารถรับเครือข่ายที่มีการจับคู่ (ในค่าและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ) ซึ่งความแม่นยำแน่นอนอาจไม่น่าประทับใจมากนัก

มีวิธีในการแปลงสัญญาณที่ไม่มีตัวต้านทานที่แม่นยำ - วิธีการเก็บประจุแบบลอยตัวที่เรียกว่า แต่มันค่อนข้างซับซ้อนและตัวต้านทานเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีกว่าสำหรับสถานการณ์ส่วนใหญ่จนถึงความแม่นยำระดับ ppm

— Spehro Pefhany
แหล่งที่มา

เยี่ยมมาก - นี่ครอบคลุมปริมาณสิ่งที่ปฏิบัติจริงในโลกแห่งความจริงที่ฉันต้องการ

— Greg d'Eon

ดังนั้นคำถามที่ฉันพยายามคิดออกก็คือ: ทำไมล่ะ เนื่องจาก R1 และ R2 สามารถเป็นค่าใด ๆ ทำไมค่านั้นจึงไม่เป็นศูนย์ (ฉันแน่ใจว่ามีเหตุผลก็ไม่พบว่ามันยัง)

— jgalak

1

@jgalak การเพิ่มคือ - (R1 / R2) นอกเหนือจากความไม่แน่นอนทางคณิตศาสตร์ของ 0/0 สำหรับจำนวนบวกใด ๆ ข้อผิดพลาดร้อยละใน R1 หรือ R2 แสดงโดยตรงในข้อผิดพลาดที่ได้รับ ดังนั้นจึงไม่มีข้อได้เปรียบสำหรับค่าเล็ก ๆ (หรือใหญ่มาก) ในแง่ของข้อผิดพลาดในอุดมคติ ค่าที่น้อยมากจะโหลดแอมป์และแนะนำปัญหาเพิ่มเติม ค่าที่มีขนาดใหญ่มากทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเนื่องจากกระแสไบอัสและการรั่วไหล

— Spehro Pefhany

แต่สำหรับการตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่มีการแปลงกลับสูตรนั้นก็คือ G = 1 + (R2 / R1) แต่ในการกำหนดค่าบัฟเฟอร์ 0/0 ทำงานได้ดี แล้วทำไมมันถึงตกลงและไม่มีบัฟเฟอร์ที่กลับหัวกลับหาง?

— jgalak

1

ฮะ. และฉันเพิ่งได้รับมัน แนวโน้ม 0 / inf ถึง 0 0/0 ไม่มีแนวโน้มใด ๆ ตกลงไม่เป็นไรเข้าใจเลย! ขอขอบคุณ!

— jgalak

6

ความเป็นไปได้อย่างหนึ่ง พวกเขาเคยทำ op-amps พิเศษสองสามตัวที่มีเอาต์พุตต่างกันบวกและลบมีแนวโน้มที่จะขับคู่สายต่างกัน ฉันไม่เคยใช้และไม่จำหมายเลขชิ้นส่วน แต่ฉันคิดว่าถ้าคุณเชื่อมต่อเอาต์พุตบวกขึ้นในฐานะผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตลบก็จะเท่ากัน

โปรดทราบว่าแม้การจัดเรียง op-amp ของผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าก็ไม่สมบูรณ์ มีสเป็คเกนภายในและออฟเซ็ตขนาดเล็กในขณะที่ขนาดเล็กสามารถทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่สมบูรณ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งของอินพุต

— Nedd
แหล่งที่มา

นี้เป็นความคิดที่ฉลาดสวย แต่ผมไม่แน่ใจว่ามันจะเป็นประโยชน์ในการปฏิบัติงาน (ส่วนใหญ่พร้อมใช้งานของชิ้นส่วน)

— เกร็กดิออน

4

นอกเหนือจากคำตอบของ Nedd แล้ววงจรขยายเสียงแบบแยกส่วนที่มีความแม่นยำที่คุณกำลังมองหานั้นก็คือประเภท INA105, DRV134, That1240 เป็นต้นมีคุณสมบัติหลายประการผู้ผลิตและผู้ผลิตและช่วงราคาที่แตกต่างกัน วงจรที่สงสัยจะเป็นหนึ่งในด้านล่างจากแผ่นข้อมูล INA105

— jilski
แหล่งที่มา

0

ประสบการณ์จริงมักจะเบี่ยงเบนจากตำราเรียนโดยเฉพาะในโดเมนอนาล็อก หากคุณใช้ตัวต้านทานคุณภาพดีจากผู้ผลิตรายเดียวกันและรุ่นเดียวกันความแม่นยำระหว่างตัวต้านทานแต่ละตัวจะดีกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่ยกมาของค่าเล็กน้อย

หากคุณกำลังต้องการความสามัคคีกำไร inverting แอมป์สหกรณ์ในการปฏิบัติโดยใช้อุปกรณ์ที่ใช้งานทั่วไปเช่น LM324 เพียงคำนวณค่าความต้านทานที่จะให้กำไรคำนวณได้ ยกตัวอย่างเช่นG = -1.009 Rin = 218k, Rf=220kนี่จะทำให้คุณได้ค่าที่วัดได้จริงG = -1ด้วยโวลต์มิเตอร์ของคุณ

ฉันไม่เคยใช้อะไรที่แปลกใหม่ไปกว่า LM324 ฉันใช้ส่วนนี้เพื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ที่ต้องการความแม่นยำระดับไมโครโวลต์โดยไม่มีปัญหาในการสร้างผลผลิตที่มั่นคง ปัญหาของคุณเริ่มพยายามทำให้ตัวแปลง AD ของไมโครคอนโทรลเลอร์เสถียร

— user229050
แหล่งที่มา