Почему схема моего усилителя усиливается сильнее, чем я ожидаю?

8

Мой вопрос

Почему схема моего усилителя усиливается сильнее, чем я ожидаю, и что я могу сделать, чтобы это исправить?

Чего я хочу достичь

Я хочу усилить входной сигнал, который не более 1,5 [В], но не более 2 [В].

Что я пробовал

У меня настроена схема ниже. Когда я измеряю напряжение OUTпротив GND, я получаю значения, которые в 7 раз превышают это значение IN.

Я использовал следующую формулу:

Вознак равноВя*(1+р2р1)

Подключение для и для оценивается как:2Во1,5Вя

р1знак равно3р2

Я попытался использовать 300 [Ω] и 100 [Ω] для и соответственно, что привело к другому, но также нежелательному усилению. Я помню, что это было немного ниже.р1р2

Что я получил

Измерение напряжения при INи OUTпротив GNDиспользования мультиметра дает мне около 0,5 [В] для INи 3,5 [В] для OUT.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Адам Дженсен
источник
Вы уверены, что именно так вы это и сделали? Это не должно работать должным образом. Нет отрицательной обратной связи, и ваш положительный вход подключен к земле через R1. Какое напряжение питания для LM358?
JRE
@ JRE извините, полюса были перевернуты на операционном усилителе. Напряжение питания составляет 5 В, как видно слева.
Адам Дженсен
Поскольку вы используете положительную обратную связь, выход, вероятно, насыщается до напряжения смещения. Почему бы не использовать отрицательный отзыв? Также обратная связь должна быть подключена к другой стороне R1, а не к GND.
Дурмус
3
Разомкнутый контур этого усилителя, его усиление будет больше, чем 100000, чем 7, по крайней мере, до тех пор, пока он не насыщается. Следуйте схеме для неинвертирующего усилителя в следующий раз.
Брайан Драммонд
1
Нижняя часть R2 должна идти поверх резистора R1 ... Так как выходной сигнал просто пойдет на шину, так как все находится выше земли (с V + связано через резистор R1)
jbord39

Ответы:

22

Перейдите к следующему, чтобы получить неинвертирующий усилитель с усилением =1+р2/р1

схематический

Разница в том, что подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а не к земле.р2


Пожалуйста, смотрите ответ Скотта Сейдмана для объяснения того, что делала неправильная схема.

JRE
источник
2
@abligh Пожалуйста, внимательно посмотрите и найдите (важное) отличие ...
Batuu
4
Для тех, кто, как я, думал «да, это то же самое!», R2 на исходной диаграмме подключен к заземлению, а не к отрицательному входу операционного усилителя.
abligh
8

Ваша схема неверна. Попробуйте подключить нижнюю клемму R2 к верхней клемме R1 (отрицательный вход операционного усилителя). Это даст вам неинвертирующий усилитель с Vo = Vi * (1 + R2 / R1)

Для правильного моделирования добавьте символ земли.

Batuu
источник
7

Чтобы добавить к другим ответам, потому что напряжение инвертирующей клеммы FIXED AT GROUND (мы знаем это, потому что в идеале, ток не может входить во входные клеммы, таким образом, нулевое падение напряжения на резисторе R1), у вас нет отрицательного Обратная связь. Из-за отсутствия отрицательной обратной связи усиление вашего усилителя является коэффициентом усиления разомкнутого контура операционного усилителя (возможно,105 или около того), и выход просто определяется тем, насколько близко выход может добраться до рельса.

Скотт Сейдман
источник
Может быть, для ОП хорошо знать, что его [оригинальная] схема ведет себя как компаратор, а не [линейный] усилитель ...
@ Наша Я предпочитаю избегать ответов, которые могут побудить людей использовать операционные усилители в качестве компараторов.
Скотт Сейдман
2
Хммм ... прошу отличаться. Это не должно быть поводом для того, чтобы ни учить, ни учить никоим образом. В конце концов, кто решает использовать операционный усилитель в качестве компаратора (если вообще решает), зависит только от него. И вы также можете объяснить, почему вы не рекомендуете это.
@Наша - я делал это неоднократно. Если вы посмотрите вокруг этого стека, вы найдете список людей, у которых есть проблемы со схемой, потому что они ожидают, что операционный усилитель будет вести себя как компаратор при использовании разомкнутого контура, и почти не будет проблем у людей, которые начинают с оптимизированного компаратора. функционировать в качестве компаратора.
Скотт Сейдман
Ну, если дать ответы на такие вопросы на сайте с тысячами посещений в день, это обязательно произойдет, я полагаю ...