Inverterender Operationsverstärker | Inverterender OpAmp

Was ist ein Inverter-Verstärker?

Ein Inverter-Verstärker (auch als inverter Betriebsspannungsverstärker oder inverter OPV bekannt) ist eine Art von Betriebsspannungsverstärker-Schaltung, die eine Ausgabe erzeugt, die um 180o phasenverschoben gegenüber der Eingabe ist.

Dies bedeutet, dass, wenn der Eingangsimpuls positiv ist, der Ausgangsimpuls negativ sein wird und umgekehrt. Die folgende Abbildung zeigt einen inverter Betriebsspannungsverstärker, der mit einem OPV und zwei Widerständen gebaut wurde.

Hier wenden wir das Eingangssignal über den Widerstand Ri an den invertierenden Anschluss des OPV an. Wir verbinden den nicht invertierenden Anschluss mit Masse. Weiterhin stellen wir durch einen Rückkopplungswiderstand Rf die notwendige Rückkopplung bereit, um die Schaltung zu stabilisieren und somit die Ausgabe zu kontrollieren.

Mathematisch betrachtet ist die vom Schaltkreis angebotene Spannungsverstärkung gegeben durch

Wobei,

Wir wissen jedoch, dass ein idealer OPV aufgrund seiner unendlichen Eingangsimpedanz Ströme, die in seine Eingangsanschlüsse fließen, null sind, d.h. I1 = I2 = 0. Somit gilt Ii = If. Daher,

Wir wissen auch, dass bei einem idealen OPV die Spannungen an den invertierenden und nicht invertierenden Eingängen immer gleich sind.

Da wir den nicht invertierenden Anschluss an Masse angeschlossen haben, tritt an diesem keine Spannung auf. Das bedeutet V2 = 0. Daher gilt auch V1 = 0. Also können wir schreiben

Aus den beiden obigen Gleichungen erhalten wir,

Die Spannungsgewinnung des inverter Betriebsspannungsverstärkers oder inverter OPVs ist,

Dies deutet darauf hin, dass die Spannungsgewinnung des Inverter-Verstärkers durch das Verhältnis des Rückkopplungswiderstands zum Eingangswiderstand bestimmt wird, wobei das Minuszeichen die Phasenumkehr anzeigt. Weiterhin ist zu beachten, dass die Eingangsimpedanz des Inverter-Verstärkers nichts anderes als Ri ist.

Inverter-Verstärker weisen ausgezeichnete lineare Eigenschaften auf, was sie zu idealen Gleichstromverstärkern macht. Darüber hinaus werden sie oft verwendet, um den Eingangsstrom in die Ausgangsspannung im Form von Transresistenz- oder Transimpedanzverstärkern umzuwandeln. Zudem können diese auch in Audio-Mischern verwendet werden, wenn sie als Summierverstärker eingesetzt werden.

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