Elektronica/Opamps/Lineaire Schakelingen/Inverterende Versterker

Uit Wikibooks
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

De inverterende versterker[bewerken]

Een inverterende versterker is een elektronische versterkerschakeling waarvan het uitgangssignaal in tegenfase is met het ingangssignaal. Het volgende schema, waarin de aansluitingen voor de voedingsspanning zijn weggelaten, toont de basisschakeling:

Opampinverting.png

Daarin is Rf de weerstand die de tegenkoppeling verzorgt. In de inleiding werd reeds opgemerkt dat er geen spanningsverschil zal zijn tussen de ingangen + en –. Dus zijn V+ en V aan elkaar gelijk, dus V = 0 (de ingang – is virtueel geaard). Dit impliceert dat Vin volledig over Rin zal staan. Uit de wet van Kirchhoff en de wet van Ohm volgt dan (hierbij gaan we ervan uit dat IRin vloeit van Vin naar V en IRf van V naar Vout):

Volgens de wet van Ohm, rekening houdende met de stroomzin:

Er werd reeds gesteld dat V = V+ = 0 V (en dus virtueel geaard) is:

Dus:

De versterkingsfactor hier is dus:

Merk op dat deze negatief is, wat ook de naam inverterende versterker verklaart. De versterkingsfactor wordt hier uitsluitend bepaald door de waarde van de twee externe weerstanden. Indien Rin gelijk is aan Rf gedraagt de schakeling zich als een invertor. Indien deze groter of kleiner is, gedraagt de schakeling zich respectievelijk als een verzwakker of versterker.

Praktisch dient men er rekening mee te houden dat, daar V virtueel geaard is, Rin zich gedraagt als ingangsimpedantie voor de schakeling (en niet de ingangsimpedantie van de opamp) dus dient deze waarde voldoende hoog te zijn om de vorige schakeling niet te zwaar te belasten (hetzelfde geldt trouwens voor Rf, deze bepaalt de stroom die de opamp moet leveren).

Merk eveneens op dat de versterking een asymptotisch verloop zal kennen wanneer Rin naar 0 gaat (dus een kortsluiting zal vormen).

Opgaven[bewerken]

Opgaven:

  • Indien bij het basisschema van de inverterende versterker geldt dat Vin=5 Volt is, Rf=20k en Rin=40k, hoeveel zal de uitgangsspanning bedragen ?
  • Indien Rf=120k, bepaal dat Rin zodat de gesloten lusversterking in absolute waarde 3 bedraagt. Teken Vin en Vout wanneer Vin een sinusgolf is met frequentie 50Hz en amplitude 1V.
  • Zelfde opgave als voorgaande, nu dient ACL echter gelijk te zijn aan .
Informatie afkomstig van http://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.