Elektronica/Opamps/Lineaire Schakelingen/Niet Inverterende Versterker

Niet inverterende versterker

Beschouw het volgende basisschema:

Net zoals bij de inverterende versterker geldt er nog steeds tegenkoppeling; R_f is nog steeds op de inverterende ingang gekoppeld. Het grote verschil is dat het ingangssignaal via de niet-inverterende ingang in de opamp gevoerd wordt. Hierdoor zal het - teken in de transfertkarakteristiek dat aanwezig was bij de voorgaande verdwijnen.

Een ander verschil is dat het virtueel massapunt hier verdwijnt aangezien noch V₊ noch V_- aan massa geconnecteerd zijn. Wel zullen beide pinnen nog op dezelfde potentiaal zijn. Bij de volgende afleiding wordt ervan uitgegaan dat zowel I_R1 en I_Rf van V_out naar de massa vloeien (dus van rechts naar links in het schema). Hieruit volgt dat:

$I_{R1}=I_{RF}$

Uit de wet van Ohm volgt dan:

${\frac {V_{-}-0}{R_{1}}}={\frac {V_{out}-V_{-}}{R_{f}}}$

Hierbij bevindt V_- zich op dezelfde potentiaal als V_in:

${\frac {V_{in}}{R_{1}}}={\frac {V_{out}-V_{in}}{R_{f}}}$

$V_{in}\cdot R_{f}=R_{1}\cdot V_{out}-R_{1}\cdot V_{in}$

$V_{in}(R_{f}+R_{1})=R_{1}\cdot V_{out}$

Welke de volgende transfertfunctie geeft:

$V_{out}=(1+{\frac {R_{f}}{R_{1}}})\cdot V_{in}$

De gesloten lusversterking $A_{CL}=1+{\frac {R_{f}}{R_{1}}}$. Deze gesloten lusversterking zal steeds groter zijn dan 1 en is eveneens enkel bepaald door externe componenten (de weerstanden R₁ en R_f).

Opgaven

Opgave: Indien bij het basisschema van de niet-inverterende versterker geldt dat Vin=5 Volt is, Rf=20k en Rin=40k, hoeveel zal dan 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 ${\frac {1}{3}}$.