Invertoiva vs ei-invertoiva vahvistin
Invertoiva vahvistin ja ei-invertoiva vahvistin ovat kaksi vahvistinta, jotka on suunniteltu käyttämällä operaatiovahvistinta. Invertoiva vahvistin käyttää operaatiovahvistimen invertoivaa sisääntuloa päätulona, kun ei-invertoiva tulo maadoitetaan. Ei-invertoiva vahvistin käyttää operaatiovahvistimen ei-invertoivaa tuloa päätulona, kun invertoiva tulo maadoitetaan. Molemmat vahvistintilat ovat erittäin tärkeitä operaatiovahvistinpiireissä. Näitä piirejä käytetään laaj alti piirien, kertojien, erotuspiirien, integrointipiirien, logiikkaporttien ja lukuisten muiden operaatiovahvistinta käyttämällä suunniteltujen piirien lisäämiseen. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä invertoiva vahvistin ja ei-invertoiva vahvistin ovat, niiden sovelluksia, yhtäläisyyksiä näiden kahden välillä ja lopuksi invertoivan ja ei-invertoivan vahvistimen eroa.
Mikä on invertoiva vahvistin?
Ymmärtääkseen, mikä invertoiva vahvistin on, on ensin ymmärrettävä, mikä operaatiovahvistin on. Operaatiovahvistimessa on kaksi tuloliitintä, kaksi tehotuloa ja yksi lähtöliitin. Tuloliittimet tunnetaan invertoivana tulona ja ei-invertoivana tulona. Ihanteellisella operaatiovahvistimella on äärettömän vahvistus, jossa tuloliittimien välinen resistanssi on ääretön ja lähtöliittimen resistanssi on nolla. Käytännössä tuloresistanssi on erittäin suuri ja lähtöresistanssi hyvin pieni. Operaatiovahvistimen suurin lähtöjännite on sama kuin ulkoisesta virtalähteestä tuleva käyttöjännite. Op-amp on differentiaalivahvistin, mikä tarkoittaa, että vahvistin vahvistaa invertoivan tulon ja ei-invertoivan tulon välistä jännite-eroa.
Invertoiva vahvistin on suunniteltu antamalla syöttö invertoivaan tuloon ja maadoittamalla ei-invertoiva pää. Lähtösignaali on kyllästynyt jopa erittäin pienellä tulosignaalilla johtuen operaatiovahvistimen teoreettisesta äärettömästä vahvistuksesta. Lähtösignaali on 1800 vaiheen ulkopuolella (käänteinen) tulosignaalin kanssa. Piireihin on kytketty takaisinkytkentävastus ja tulovastus vahvistuksen pienentämiseksi ja signaalin stabiloimiseksi. Invertoivassa vahvistimessa on lineaarinen vaihtelu tulovastuksen käänteisarvoon nähden, kun takaisinkytkentävastus on kiinteä.
Mikä on ei-invertoiva vahvistin?
Ei-invertoiva vahvistin on toinen operaatiovahvistimen avulla suunniteltu vahvistinmuoto. Lähtösignaali, kun tulo annetaan ei-invertoivalle sisääntulolle, on samassa vaiheessa tulosignaalin kanssa. Kun palautevastus, jolla on negatiivinen takaisinkytkentä, annetaan ja tulovastus asetetaan, vahvistin stabiloituu. Tässä tilassa vahvistimella on lineaarinen suhde tulovastuksen vahvistuksen ja käänteisarvon välillä, kun takaisinkytkentävastus on kiinteä. Vahvistusarvo on kuitenkin olemassa, kun takaisinkytkentävastus on nolla. Tämä tekee ei-invertoivasta vahvistimesta hyödyttömän lisä-, kerto- ja vähennyspiireissä.
Mitä eroa on invertoivalla ja ei-invertoivalla vahvistimella?
• Invertoiva vahvistin antaa käänteisen lähdön, kun taas ei-invertoiva vahvistin antaa ulostulon, joka on samassa vaiheessa tulosignaalin kanssa.
• Invertoivan vahvistimen vahvistus, kun sitä käytetään negatiivisen takaisinkytkennän kanssa, on suoraan verrannollinen takaisinkytkentävastuksen/tulovastuksen suhteeseen. Ei-invertoivan vahvistimen vahvistus on myös verrannollinen yllä olevaan suhteeseen, mutta leikkausarvolla.
