Bagaimana umpan balik positif dan negatif dari opamps sangat berbeda? Bagaimana cara menganalisis sirkuit di mana keduanya ada?

13

Dalam sebuah opamp, umpan balik pada input positif menempatkannya dalam mode saturasi dan outputnya sama dengan V + - V-; umpan balik pada input negatif menempatkannya dalam "mode regulator" dan idealnya Vout sedemikian rupa sehingga V + = V-.

Bagaimana cara opamp mengubah perilakunya tergantung pada umpan baliknya? Apakah ini bagian dari "hukum perilaku" yang lebih umum? [Sunting: Bukankah ini sesuatu di garis tegangan yang ditambahkan meningkatkan kesalahan alih-alih menguranginya dalam kasus + umpan balik?]
Bagaimana kita bisa menganalisis sirkuit di mana keduanya ada?

Siapa pun yang menjawab keduanya pada waktu yang bersamaan dengan cara yang koheren, akan memenangkan satu suara.

masukkan deskripsi gambar di sini

operational-amplifier analog feedback

— Tuan Mystère
sumber

Ada teorema yang menjelaskan metode umum untuk menganalisis sirkuit dengan segala jenis umpan balik, apakah itu yang Anda cari?

— Vladimir Cravero

Ada penjelasan yang LUAR BIASA tentang operasi op-amp dasar di situs ini di suatu tempat, saya tidak bisa menemukannya. Beberapa anggota veteran yang lebih banyak dari situs ini dapat menautkannya di sini, jadi saya hanya akan menambahkan komentar ini: Cukup untuk mengatakan bahwa Anda mungkin berpikir tentang op-amp hanya dalam hal input mereka yang mencoba untuk menjadi sama. Ini sedikit lebih bernuansa dari itu.

— scld

Ya untuk Anda berdua, saya pikir metode analisis umum bergantung pada pemahaman yang baik tentang perilaku opamps jadi saya ingin mengatasi keduanya.

— Tuan Mystère

1

Untuk menjawab pertanyaan, perlu diketahui apa yang terhubung dengan pos. terminal: Tegangan atau sumber arus ideal? Beberapa resistor tambahan?

— LvW

@ LVW, sebenarnya tidak perlu karena, biasanya, kami menganggap input didorong oleh sumber. Jika sumber tegangan, maka

. Jika sumber arus, maka

. Hasil bahwa

atau bahwa

tidak tergantung pada rincian ini.

v = v_{S}

$v = v_S$

i = i_{S}

$i = i_S$

v = - i R

$v = -iR$

v_{o} = 2 v

$v_o = 2v$

— Alfred Centauri

10

Op-amp selalu berperilaku sebagai penguat diferensial dan perilaku rangkaian tergantung pada jaringan umpan balik. Jika umpan balik negatif mendominasi, sirkuit bekerja di wilayah linier. Jika umpan balik positif mendominasi, maka di wilayah saturasi.
Saya pikir kondisi , prinsip pendek virtual, hanya valid ketika umpan balik negatif mendominasi. Jadi jika Anda tidak yakin bahwa umpan balik negatif mendominasi, pertimbangkan op-amp sebagai penguat diferensial. Untuk menganalisis rangkaian, menemukan dan dalam hal dan . Kemudian pengganti dalam rumus berikut, menghitung $V^+ = V^-$ $V^+$ $V^-$ $V_{in}$ $V_{out}$ $V_{o u t} = A_{v} (V^{+} - V^{-})$ $V_{out} = A_v(V^+-V^-)$ dan kemudian menerapkan batas $V_{out}/V_{in}$ $A_v\rightarrow\infty$
Sekarang, umpan balik bersih adalah negatif jika terbatas. Lain jika , maka umpan balik bersih adalah positif. $V_{out}/V_{in}$ $V_{out}/V_{in} \rightarrow \infty$

Contoh:
Dari rangkaian diberikan dalam pertanyaan,

V^{+} = V_{i n} and V^{-} = V_{o u t} / 2

$V^+ = V_{in}\ \text{and}\ V^- = V_{out}/2$

V_{o u t} = A_{v} (V_{i n} - V_{o u t} / 2)

$V_{out} = A_v(V_{in} - V_{out}/2)$

terbatas dan umpan balik bersih adalah negatif.

lim_{A_{v} \to \infty} \frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = lim_{A_{v} \to \infty} \frac{A_{v}}{1 + A_{v} / 2} = 2

$\lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{V_{out}}{V_{in}} = \lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{A_v}{1+A_v/2} = 2$

V_{o u t} = 2 V_{i n}

$V_{out} = 2V_{in}$

V_{o u t} / V_{i n}

$V_{out}/V_{in}$

Dalam analisis di atas, diasumsikan menjadi sumber tegangan ideal. Mempertimbangkan kasus ketika tidak ideal dan memiliki resistansi internal. $\mathrm{\underline{Non-ideal\ source:}}$
$V_{in}$ $V_{in}$ $R_s$ mana,

V^{+} = V_{o u t} + (V_{i n} - V_{o u t}) f_{1} and V^{-} = V_{o u t} / 2

$V^+ = V_{out}+(V_{in}-V_{out})f_1\ \text{ and }\ V^- = V_{out}/2$

f_{1} = \frac{R}{R + R_{s}}

$f_1 = \dfrac{R}{R+R_s}$

V_{o u t} = A_{v} (V_{o u t} / 2 + (V_{i n} - V_{o u t}) f_{1})

$V_{out} = A_v(V_{out}/2+(V_{in}-V_{out})f_1)$

V_{o u t} (1 - A_{v} / 2 + A_{v} f_{1}) = A_{v} f_{1} V_{i n}

$V_{out}(1-A_v/2+A_vf_1) = A_vf_1V_{in}$

lim_{A_{v} \to \infty} \frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = lim_{A_{v} \to \infty} \frac{f_{1}}{\frac{1}{A_{v}} - \frac{1}{2} + f_{1}}

$\lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{V_{out}}{V_{in}} = \lim_{A_v\rightarrow\infty}\frac{f_1}{\frac{1}{A_v}-\frac{1}{2}+f_1}$

\frac{V_{o u t}}{V_{i n}} = \frac{f_{1}}{f_{1} - \frac{1}{2}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{f_1}{f_1-\frac{1}{2}}$

$R_s\rightarrow 0,\ f_1\rightarrow 1,\ V_{out}/V_{in}\rightarrow 2$

$R_s\rightarrow R,\ f_1\rightarrow 0.5,\ V_{out}/V_{in}\rightarrow \infty$

$%case3: R_s \rightarrow \infty,\ f_1 \rightarrow 0,\ V_{out}/V_{in} \rightarrow 0$

$R_s < R$ $R_s = R$

$\mathrm{\underline{Application:}}$
Case1 adalah kerja normal dari sirkuit ini tetapi tidak digunakan sebagai amplifier dengan gain 2. Jika kita menghubungkan sirkuit ini sebagai beban ke sirkuit mana pun, sirkuit ini dapat bertindak sebagai beban negatif (melepaskan daya alih-alih menyerap).

$R$

I_{i n} = \frac{V_{i n} - V_{o u t}}{R} = \frac{- V_{i n}}{R}

$I_{in}=\frac{V_{in}-V_{out}}{R}=\frac{-V_{in}}{R}$

R_{e q}

$R_{eq}$

R_{e q} = \frac{V_{i n}}{I_{i n}} = - R

$R_{eq} = \frac{V_{in}}{I_{in}} = -R$

Sirkuit ini dapat bertindak sebagai beban impedansi negatif atau berfungsi sebagai konverter impedansi negatif .

— nidhin
sumber

Terima kasih atas jawaban anda. Itu metode yang menarik yang memiliki keuntungan bekerja setiap saat karena itu adalah formula yang tepat dari apa yang opamp lakukan sejauh yang saya tahu. Bisakah Anda menganalisis rangkaian tersebut dengan metode itu sehingga kami dapat membandingkan hasil yang diperoleh dengan metode lain?

— Tuan Mystère

@ MisterMystère Tidak perlu menganalisis rangkaian dalam pertanyaan. Relasi input-output sudah diberikan. Tapi biar saya coba ...

— nidhin

Jujur saya mengambil rangkaian acak dari gambar Google untuk menggambarkan pertanyaan dan berfungsi sebagai contoh. Saya tidak punya masalah khusus, ini untuk perbaikan pribadi. Tetapi melihat bahwa orang lain telah mengembangkan metode mereka, saya ingin membandingkannya.

— Tuan Mystère

1

V_{o u t} / V_{i n} \to 0

$V_{out}/V_{in}\rightarrow 0$

1

R_{S} > R

$R_S > R$

R_{S} < R

$R_S < R$

13

Bagaimana opamp mengubah perilakunya tergantung pada umpan baliknya?

The yang ideal perilaku opamp itu sendiri tidak berubah; itu adalah perilaku sirkuit yang berbeda.

Bukankah itu sesuatu di garis tegangan yang ditambahkan meningkatkan kesalahan bukannya mengurangi dalam kasus + umpan balik?]

Sejauh ini benar. Jika kita mengganggu (atau mengganggu ) tegangan input, umpan balik negatif akan bertindak untuk melemahkan gangguan sementara umpan balik positif akan bertindak untuk memperbesar gangguan.

Bagaimana kita bisa menganalisis sirkuit di mana keduanya ada?

Seperti biasa, anggap ada umpan balik negatif bersih yang menyiratkan bahwa tegangan input non-pembalik dan pembalik adalah sama. Kemudian, periksa hasil Anda untuk melihat apakah, pada kenyataannya, umpan balik negatif ada.

Saya akan menunjukkan dengan memecahkan contoh sirkuit Anda.

Menulis, dengan inspeksi

v_{+} = v_{o} + i R

$v_+ = v_o + iR$

v_{-} = v_{o} \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{1}} = \frac{v_{o}}{2}

$v_- = v_o \frac{R_1}{R_1 + R_1} = \frac{v_o}{2}$

Atur kedua voltase ini sama dan selesaikan

v_{o} + i R = \frac{v_{o}}{2} \to v_{o} = - 2 R i

$v_o + iR = \frac{v_o}{2} \rightarrow v_o = -2Ri$

yang menyiratkan

v_{o} = 2 v_{+} = 2 v

$v_o = 2v_+ = 2v$

$\frac{v}{i} = -R$

$R_S$

Dalam hal itu, persamaan untuk tegangan input non-pembalik menjadi

v_{+} = v_{S} \frac{R}{R_{S} + R} + v_{o} \frac{R_{S}}{R_{S} + R}

$v_+ = v_S \frac{R}{R_S + R} + v_o \frac{R_S}{R_S + R}$

yang menyiratkan

v_{o} = \frac{2 R}{R - R_{S}} v_{S}

$v_o = \frac{2R}{R - R_S}v_S$

$R_S < R$

$R_S > R$

Asumsi yang salah adalah bahwa ada umpan balik negatif yang hadir dan asumsi itulah yang melisensikan kami untuk mengatur voltase input non-pembalik dan pembalik sama dalam analisis.

$R_S$ $R$ $R_S = R$

Apakah metode mengambil bendera merah selalu valid untuk menentukan batas antara umpan balik positif dan negatif?

Apa yang saya lakukan, dalam hal ini, adalah membuat asumsi, menyelesaikan rangkaian di bawah asumsi itu, dan memeriksa solusi untuk konsistensi dengan asumsi tersebut. Ini adalah teknik yang secara umum valid.

Asumsinya adalah, dalam hal ini, bahwa umpan balik negatif netto hadir yang menyiratkan bahwa tegangan terminal input op-amp adalah sama.

$R_S \lt R$ $R_S \ge R$

$R_S \gt R$

masukkan deskripsi gambar di sini

$V_{in} - \beta V_{out}$

$\beta$

Hasil yang terkenal adalah

V_{o u t} = \frac{A_{O L}}{1 + β A_{O L}} V_{i n}

$V_{out} = \frac{A_{OL}}{1 + \beta A_{OL}} V_{in}$

$A \rightarrow \infty$

V_{o u t} = \frac{1}{β} V_{i n}

$V_{out} = \frac{1}{\beta}V_{in}$

Membandingkan persamaan ini dengan hasil untuk kasus ke-2 di atas, lihat itu

β = \frac{R - R_{S}}{2 R}

$\beta = \frac{R - R_S}{2R}$

$R_S \lt R$

$R_S > R$

Seperti yang ditunjukkan di atas, jika kita mengasumsikan tegangan terminal input op-amp sama, kita menemukan solusinya

v_{o} = \frac{2 R}{R - R_{S}} v_{S}

$v_o = \frac{2R}{R - R_S} v_S$

$R_S = 2R$

v_{o} = - 2 v_{S}

$v_o = -2v_S$

Dan, pada kenyataannya, seseorang dapat memverifikasi bahwa ini adalah solusi di mana tegangan terminal input op-amp sama

v_{+} - v_{-} = 0

$v_+ - v_- = 0$

Namun, jika kita sedikit mengganggu output

v_{o} = - 2 v_{S} + ϵ

$v_o = -2v_S + \epsilon$

Tegangan melintasi input op-amp terganggu

v_{+} - v_{-} = \frac{ϵ}{6}

$v_+ - v_- = \frac{\epsilon}{6}$

yang berada di 'arah' yang sama dengan gangguan . Dengan demikian, ini bukan solusi stabil karena sistem akan 'lari' dari solusi jika terganggu.

$R_S < R$ $R_S = \frac{R}{2}$

v_{o} = 4 v_{S}

$v_o = 4v_S$

Ganggu output

v_{o} = 4 V_{S} + ϵ

$v_o = 4V_S + \epsilon$

dan menemukan bahwa tegangan input op-amp terganggu

v_{+} - v_{-} = - \frac{ϵ}{6}

$v_+ - v_- = -\frac{\epsilon}{6}$

Ini berlawanan arah dengan gangguan . Jadi, ini adalah solusi stabil karena sistem akan 'berlari kembali' ke solusi jika terganggu.

— Alfred Centauri
sumber

Terima kasih atas jawaban yang jelas. Apakah metode mengambil bendera merah selalu valid untuk menentukan batas antara umpan balik positif dan negatif bersih? Apakah batas itu brutal atau ada batas buram?

— Tuan Mystère

1

@ MisterMystère, saya akan mengerjakan addendum pada jawaban saya untuk menanggapi komentar Anda nanti.

— Alfred Centauri

1

@ MisterMystère, lihat addendum pada jawaban saya.

— Alfred Centauri

Terima kasih sekali lagi, itu jawaban yang sangat bagus. Sangat sulit untuk memutuskan jawaban mana yang harus diterima, tetapi saya memilih nidhin terutama karena dia bisa menggunakan reputasi (itu setetes air di danau untuk Anda). Sampai jumpa di SE.

— Mister Mystère

2

@ MisterMystère: Apakah Anda sadar bahwa jawaban nidhin TIDAK benar dalam semua kasus? Dia menulis: "Outputnya terbatas di cas1 dan case3 sehingga umpan balik bersih negatif dalam kondisi ini". Rupanya, ini salah untuk kasus 3. Dalam kasus ini, rangkaian tidak stabil dan hasilnya "-2" salah. Sebaliknya, opamp mengalami saturasi.

— LvW

6

Masih berguna untuk menganalisis ini sebagai situasi linier di mana Anda dapat mengasumsikan bahwa -Vin selalu sama dengan + Vin. Saya akan menggambar ulang untuk menunjukkan tegangan input melalui resistor karena seperti OP telah menunjukkannya dalam diagram "v" dapat dianggap sebagai sumber tegangan dan oleh karena itu efek "R" tidak ada konsekuensinya: -

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

$V_X = (V_{IN} - V_{OUT})(\dfrac{R2}{R1+R2})+ V_{OUT}$

Dan juga: -

$V_X = V_{OUT}(\dfrac{R4}{R3+R4})$

Menyamakan dua rumus untuk $V_X$

$V_{OUT}(\dfrac{R4}{R3+R4}) = (V_{IN} - V_{OUT})(\dfrac{R2}{R1+R2})+ V_{OUT}$

Penyusunan ulang kami dapatkan: -

$V_{OUT}(-1 +\dfrac{R2}{R1+R2} +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(\dfrac{R2}{R1+R2})$

Sanity check - dalam kasus normal ketika R2 tak terbatas persamaannya bermuara pada: -

$V_{OUT}(-1 +1 +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(1)$

$\dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}} = 1+\dfrac{R3}{R4}$

$V_{OUT}(-1 +\dfrac{R2}{R1+R2} +\dfrac{R4}{R3+R4})= V_{IN}(\dfrac{R2}{R1+R2})$

$\dfrac{V_{OUT}}{V_{IN}} = \dfrac{-\dfrac{R2}{R1+R2}}{1-\dfrac{R2}{R1+R2}-\dfrac{R4}{R3+R4}}$

Jelas kita mendekati "masalah" (yaitu perolehan tak terbatas) ketika penyebut mengarah ke nol dan ini terjadi ketika: -

$\dfrac{R2}{R1+R2} + \dfrac{R4}{R3+R4} = 1$

Jadi semoga ini masuk akal. Biasanya, untuk operasi linier, gain rangkaian bergantung pada keempat resistor, tetapi, jika rasio resistor seperti di atas, gain tidak terbatas.

— Andy alias
sumber

Ya - Saya menyetujui hasil di atas. Namun, saya akan menyarankan untuk menggunakan bentuk lain dari hasilnya: Vout / Vin = + [R2 / (R1 + R2)] / [R4 / (R3 + R4) -R1 / (R1 + R2)]. Formulir ini memungkinkan analisis cepat dari properti rangkaian. Gain harus positif (input + diberi energi) dan sirkuit stabil selama umpan balik negatif mendominasi. Kalau tidak, hasilnya akan negatif yang tidak konsisten. Batas stabilitas adalah untuk pos. umpan balik sama dengan neg.feedback.

— LvW

@LvW Saya berjuang dengan melihat formula Anda = Vout / Vin saya mendapat Bung

— Andy alias

Harus saya akui, saya tidak mengerti isi komentar Anda ("Bung"?)

— LvW

Bung @LvW hanya nama yang ramah! Saya tidak melihat bagaimana formula saya dapat menyamai formula Anda!

— Andy alias

Sederhananya: 1- [R2 / (R1 + R2)] = [R1 / (R1 + R2)].

— LvW

5

Karena pertanyaannya adalah: Bagaimana cara menganalisa? Inilah cara untuk menganalisis rangkaian seperti itu yang relatif cepat dan mudah:

Dari rumus umpan balik klasik (H. Black) kita tahu bahwa untuk opamp ideal dengan gain loop terbuka tanpa batas, gain loop tertutup adalah sederhana (lihat diagram sirkuit dengan empat resistor di salah satu jawaban):

{SEBUAH}_{c l} = - \frac{H_{f}}{H_{r}}

$A_{cl} = -\frac{H_f}{H_r}$

( $H_f$ : Maju faktor redaman; $H_r$ : faktor umpan balik.)

Kedua fungsi dapat dengan mudah diturunkan dari sirkuit:

H_{f} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}

$H_f = \frac{R_2}{R_1+R_2}$

dan

H_{r} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}} - \frac{R_{4}}{R_{3} + R_{4}}

$H_r = \frac{R_1}{R_1+R_2} - \frac{R_4}{R_3+R_4}$

Maka hasilnya adalah

{SEBUAH}_{c l} = \frac{\frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}}{\frac{R_{4}}{R_{3} + R_{4}} - \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}}

$A_{cl} = \dfrac{\dfrac{R_2}{R_1+R_2}}{\dfrac{R_4}{R_3+R_4}-\dfrac{R_1}{R_1+R_2}}$

Perlu disebutkan bahwa keuntungan dari rangkaian adalah sebagai berikut: Kita dapat memilih margin stabilitas yang diinginkan dan / atau menggunakan opamp non-kompensasi untuk nilai gain yang lebih rendah (lembar data: stable for gain> Acl, hanya min).

Pembenaran : Dari ekspresi di atas, dapat diperoleh bahwa dimungkinkan untuk mencocokkan faktor umpan balik dengan gain loop terbuka yang sesuai (untuk margin stabilitas tertentu) - tanpa batasan pada nilai gain loop tertutup. Orang dapat menganggap metode ini sebagai jenis khusus "kompensasi frekuensi eksternal".

Dengan kata lain: Saya dapat memilih lebih sedikit umpan balik (baik untuk stabilitas) dan - pada saat yang sama - nilai kecil untuk gain loop tertutup Acl.

— LvW
sumber

Terimakasih telah menjawab. Saya berasumsi dengan metode ini Anda memisahkan linear dari mode jenuh oleh Acl akan sangat tinggi, tetapi seberapa tinggi? Bisakah Anda menjelaskan lebih lanjut tentang cara mendapatkan faktor Hf dan Hr secara umum (fungsi transfer dari Vo ke Vin di kedua bantalan?)?

— Tuan Mystère

2

Menurut pendapat saya, menggunakan faktor Hf dan Hr adalah cara paling efisien untuk menganalisis (rumit atau terlibat) sirkuit opamp. Definisi adalah sebagai berikut: Hf adalah bagian dari tegangan input yang muncul melintasi input opamp jika kita mengatur Vout = 0. Dengan demikian, Hr adalah bagian dari tegangan output yang muncul melintasi input opamp (V + - V-) jika tegangan input diatur ke nol. Ini hanyalah sebuah aplikasi dari teorema superposisi.

— LvW

Terima kasih atas jawaban Anda yang sangat bagus; tapi saya mencari jawaban nidhin yang lebih detail dan intuitif. Anda benar tentang sumber tegangan, tetapi seperti yang saya katakan itu hanya contoh ilustrasi, saya tidak tahu pada waktu itu ada orang yang benar-benar mencoba menyelesaikannya. Hingga waktu berikutnya

— Mister Mystère

Saya ingin menambahkan sesuatu ke bagian pembenaran Anda. Dengan mencocokkan faktor umpan balik dan penguatan loop terbuka, kita dapat benar-benar membuat sirkuit berosilasi sendiri, seperti halnya dengan sirkuit yang diketahui yang memiliki op amp yang terhubung ke jembatan Wien.

— Shemafied

3

Saya bergabung dengan forum ini kemarin, setelah saya menemukan diskusi menarik Anda di Google.

Pikiran Anda luar biasa dan saya sepenuhnya mendukungnya. Maksud saya adalah bahwa mereka lebih didasarkan pada analisis rinci dan terkadang formal dari sirkuit INIC ( apa yang dilakukannya ) daripada pada pengungkapan filosofinya ( mengapa ia melakukan ini ). Jadi saya akan mencoba mengisi kekosongan itu dengan komentar saya.

Kita dapat mempertimbangkan rangkaian ini dari dua perspektif: pertama - sebagai sirkuit dengan hanya input dan tanpa output (beban dengan resistansi negatif); kedua - sebagai sirkuit dengan input dan output (penguat dengan umpan balik campuran).

Beban negatif. Mulai dari awal 90-an, saya menghabiskan banyak upaya untuk mengungkapkan dan menjelaskan dengan cara yang mudah dan intuitif perspektif pertama. Jika Anda cukup tertarik dan sabar, Anda dapat membiasakan diri dengan sumber daya yang saya buat di Web; Saya menjelaskannya secara terperinci dalam dua pertanyaan yang saya ajukan di ResearchGate - Apa itu impedansi negatif? dan Apa ide dasar di balik konverter impedansi negatif? Bagi mereka yang tidak memiliki kesabaran untuk membaca semua ini, berikut adalah penjelasan yang sangat singkat.

Rangkaian berperilaku sebagai beban aktif (sumber tegangan dinamis dengan resistansi internal R) yang membalikkan arus melalui resistor R (dalam gambar Wikipedia asli) dan "mendorong" kembali ke sumber input. Dengan cara ini, mengkonversi resistor R (awalnya mengkonsumsi arus ) menjadi negatif "resistor" -R ( menghasilkan arus ). Ia melakukan ini dengan menentang (melalui resistor) tegangan balik dan lebih tinggi (2V) ke tegangan input (V). Ini adalah tegangan output dari penguat operasional dan tidak digunakan di sini ... tetapi rangkaian masih memiliki output ... dan, meskipun terdengar aneh, itu adalah inputnya! Sederhananya rangkaian berperilaku seperti sumber yang menyerang kembali sumber input ...

Amplifier dengan umpan balik campuran. Menurut saya, ini adalah subjek pertanyaan yang diajukan di sini. Seperti dijelaskan dalam komentar di atas, sirkuit ini adalah penguat dengan umpan balik negatif, yang sebagian dinetralkan oleh umpan balik positif yang lebih lemah. Tapi apa gunanya itu?

Secara umum, umpan balik positif meningkatkan gain dari amplifier yang tidak sempurna dan digunakan di masa lalu (ingat ide regeneratif Armstrong). Tetapi dalam kasus kami, op-amp memiliki keuntungan besar dan ini tidak perlu. Lalu apa gunanya menggunakan umpan balik positif di sini?

Spekulasi saya adalah bahwa kita dapat menggunakannya untuk mengurangi rasio R3 / R4 (dalam gambar kedua) dalam kasus INIC atau R2 / R1, dalam kasus VNIC (ketika tegangan input diterapkan pada input pembalik). Akibatnya, resistor R2 dan R3 dapat menjadi resistif rendah.

Dalam aplikasi amp ini, keluaran op-amp adalah keluaran rangkaian. Tetapi seperti di atas, amplifier ini memiliki output lain ... dan ini adalah inputnya ... sehingga sirkuit dapat bertindak sebagai amplifier 1-port yang eksotis ...

— Fantasist sirkuit
sumber

1

Beban impedansi negatif mengingatkan saya pada motor dengan kompensasi IR yang berlebihan. Biasanya, jika motor berusaha tetap diam, menerapkan torsi searah jarum jam secara eksternal akan membuatnya berputar searah jarum jam, meskipun lebih lambat daripada jika tidak berusaha untuk tetap diam. Namun, jika motor kelebihan kompensasi, menerapkan torsi searah jarum jam akan membuatnya berlawanan arah jarum jam. Sangat aneh.

— supercat

Persis! Ini adalah analogi elektromekanis yang sangat baik dari rangkaian op-amp di atas (INIC) di mana op-amp membalik arus dan "meniup" kembali ke sumber input. Sebaliknya, jika motor dikompensasi berlebihan sehingga berakselerasi ke arah yang sama (searah jarum jam), itu akan berperilaku seperti VNIC ganda.

— Circuit fantasist

Servo rem overhelping (rusak) adalah contoh elektromekanis (pneumatik, fluida) lain dari VNIC - Anda cukup menyentuh pedal rem dan servo menyelesaikan operasi hingga berhenti sepenuhnya. Saya ingat bahwa bertahun-tahun yang lalu seorang teman saya memberi tahu saya bagaimana dia melakukan kecelakaan mobil dengan cara ini.

— Circuit fantasist

1

Kami menggunakan amplifier impedansi negatif untuk nol kapasitansi besar yang terkait dengan mikroelektroda kaca dalam pengaturan fisiologis. Kita tahu seperti apa outputnya, jadi kita mengubah nilai untuk mendapatkannya. Banyak hal akan berosilasi jika Anda mendapatkannya terlalu tinggi, tentu saja.

— Scott Seidman

Meskipun pertanyaan awal lebih tentang mengetahui perilaku mana yang dominan jika positif dan negatif ada di sirkuit mana pun (yang ini hanya contoh, sebenarnya ini sirkuit pertama yang saya temukan di gambar google ...), ini menarik Terima kasih.

— Tuan Mystère

2

@ supercat, komentar Anda membangkitkan keinginan saya (sengaja ditekan oleh saya) untuk memikirkan sirkuit setan ini :) Mungkin Anda tidak akan percaya padaku, tapi saya telah memikirkan mereka sejak awal 90-an ... dan saya masih terus berpikir .. Sekarang saya ingin menjelaskan apa arti dari fakta bahwa rangkaian ini (INIC) mengembalikan arah arus dan melewati arus kembali melalui resistor. Kita dapat mengamati tiga situasi:

Sumber tegangan ideal (Ri = 0) terhubung ke INIC. Tidak ada manfaat dari pengaturan ini, itu hanya melewati arus balik melalui sumber input (sungguh, jika itu adalah baterai yang dapat diisi ulang, itu akan dibebankan).

Sumber tegangan nyata (memiliki beberapa Ri) terhubung ke INIC . Sirkuit melewati arus balik melalui sumber input, menciptakan penurunan tegangan pada Ri di samping tegangan internal, dan dengan demikian meningkatkan tegangan eksternal.

Sumber tegangan nyata dan INIC terhubung ke beban umum Rl . Ini adalah aplikasi INIC tipikal di mana ia terhubung dengan sumber input secara paralel ke beban umum. INIC menambahkan arus tambahan ke arus input sehingga membantu sumber input. Sumber Howland saat ini adalah aplikasi khas dari ide ini.

A negative resistor (INIC) and an input source connected in parallel to a common load

— Fantasist sirkuit
sumber

1

Gambar yang dibuat dengan baik. Di luar topik: mengherankan saya bahwa orang masih menggunakan kertas untuk hal lain selain konsep dan coretan, terutama sudut bundar;) Namun Anda mungkin ingin menambahkan ke posting sebelumnya dan menghapus yang ini, forum ini tidak dirancang untuk memungkinkan beberapa posting dari orang yang sama. Hanya kepala yang lembut.

— Tuan Mystère