Ny fråga om OP-kopplingar, ingång med "spänningsdelning"?

[lillahuset]

Och jag är fortfarande nyfiken på vad.

[SvenW]

Ibland, kanske inte i detta exemplet dock, sätter man ett motstånd mellan ingångarna för att få upp slingförstärkningen.
En del op-ampar kräver en förstärkning på minst 5 eller 10 för att vara stabila.

[psynoise]

Jag var fel ute. En störning på negativa ingången kommer att dämpas genom att operationsförstärkare drar på motsatt polaritet och då dämpar störningen genom återkopplingen. Hmm, detta hade jag knappast missat i gymnasiet då jag hade föredrag för hela klassen angående återkoppling med operationsförstärkare .

[Nerre]

Om OP-stärkaren drar på så störningen dämpas, vad händer då med spänningen på utgången?

[psynoise]

Jag borde kallat negativa ingången för den inverterande ingången. Då vi har positiva ingången jordad fås:

(1) Med positiv spänning på den inverterande ingången kommer operationsförstärkarens utgång försöka styra bottna mot den negativa matningsspänningen.

(2) Med negativ spänning på den inverterande ingången kommer operationsförstärkarens utgång försöka styra bottna mot den positiva matningsspänningen.

Därav kommer en minsta stigning av en störning på den inverterande ingången tas ut av att operationsförstärkaren utgång matar återkopplingsresistorn med spänningen som har motsatt tecken av störningen.

[lillahuset]

Min erfarenhet är att utgången inte slår mellan plus och minus. Men det är en relativt begränsad erfarenhet.

[psynoise]

Det stämmer, spänningen på utgången kommer endast ändras minimalt till den storlek som ser till att ingångarna har samma potential. (1) och (2) är inget som går att mäta upp utan endast ett resonemang vad som händer ögonblickligen. Vidare ser jag nu i efterhand att bättre ordval än bottna borde användas.

[lillahuset]

Jag kanske är ute och cyklar men jag tror fortfarande inte att R5 har någon annan inverkan än att det blir en komponent till på kortet. I den kopplingen är ju inverterande ingången en lågohmig summeringspunkt.

[ghu]

R5 har som inverkan att slingförstärkningen sjunker vid låga frekvenser (Där C1 inte har någon inverkan) Detta gör att distorsionen ökar vid låga frekvenser.
Dessutom kommer bruset från förstärkaren att öka vid låga frekvenser.

Som SvenW skrivit så kan man se denna koppling med R5 för operationsförstärkare som inte är stabila vid 1 gångers förstärkning. (Då ska C1 inte finnas med).
För att man vid låga frekvenser inte ska få ökat brus eller högre distorsion så kan man seriekoppla R5 med en lämplig kondensator. Man får då så kallad "Two-pole compensation" istället för "dominant pole compensation". Om man är intresserad av detta så kan man googla på dessa 2 uttryck.

Det har varit mycket vanligt att man i effektförstärkare för audiobruk har använt "Two-pole compensation"

[lillahuset]

OK, då är jag med. I min lilla ytterst begränsade värld brukar OPar vara stabila vid en gångers förstärkning så jag har aldrig behövt fundera på detta.

[Nerre]

Därav kommer en minsta stigning av en störning på den inverterande ingången tas ut av att operationsförstärkaren utgång matar återkopplingsresistorn med spänningen som har motsatt tecken av störningen.

Nej, störningen tas inte ut, den "förstärks".

Det du beskriver är ju exakt hur förstärkningen av en önskad signal fungerar. Kommer de in en önskad signal så styrs utgången så pass mycket att utsignalens återkoppling motverkar insignalen. Men det innebär ju att du får en utsignal som är proportionell mot insignalen. Detta oavsett om insignalen är en störning eller en önskvärd signal.

[ghu]

>Lillahuset
De flesta moderna OP är stabila vid förstärkningen 1 eftersom det blir enklare att använda dem.
Man får dock inte glömma att det kan finns fördelar i form av t ex större bandbredd och ökad slew-rate om man inte kompenserar en OP för att vara stabil vid 1 gångs förstärkning.

I databladet i länken nedan kan man t ex jämföra LF356 som är stabil vid 1 gångs förstärkning med LF357 som är stabil vid 5 gångers förstärkning.
Observera skillnader i "fart".

För att återknyta till ursprungsfrågan kan man i Figure 49 i länken se hur man kan kompensera LF357 så att den klarar 1 gångs förstärkning.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lf357.pdf

[lillahuset]

ghu: Kul att lära sig något nytt.

Min första kontakt med OPar var LM709 och den var man alltid tvungen att kompensera, om jag minns rätt.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm709.pdf

[psynoise]

Därav kommer en minsta stigning av en störning på den inverterande ingången tas ut av att operationsförstärkaren utgång matar återkopplingsresistorn med spänningen som har motsatt tecken av störningen.

Nej, störningen tas inte ut, den "förstärks".

Det du beskriver är ju exakt hur förstärkningen av en önskad signal fungerar. Kommer de in en önskad signal så styrs utgången så pass mycket att utsignalens återkoppling motverkar insignalen. Men det innebär ju att du får en utsignal som är proportionell mot insignalen. Detta oavsett om insignalen är en störning eller en önskvärd signal.

Tack, du har helt rätt .

Vidare funderar jag på hur utgångsimpedansen ser ut när J3 ligger öppen. Kommer R3 har liknande impedans ner till jord som R5 skulle haft?

[ghu]

Om man vill veta vad som händer i kopplingen då J3 hänger fritt kan man tänka så här:

Då J3 hänger fritt får man från +ingången till utgången en icke-inverterande förstärkare med inspänning 0V.
Utan R5 är det en spänningsföljare med förstärkning 1 gång.
Med R5 är spänningsförstärkningen (R5+R4)/R5.

Lite mer avancerat:
Bryt upp återkopplingsslingan mellan utgång och R4 och bestäm slingförstärkningen (antag OP:ns överföringsfunktion A):
Slingförstärkningen blir:
Utan R5: A
Med R5: A*R5/(R5+R4)

Med R5 fås alltså lägre slingförstärkning än utan R5 och detta kommer i sin tur att försämra alla egenskaper som motkopplingen förbättrar såsom t ex Utresistans, Distorsion, bandbredd, undertryckning av störningar på matningsspänning.

Det korta svaret på frågan är alltså att utresistansen ökar med faktorn (R5+R4)/R5 i förhållande till då R5 inte finns.