Nybörjarhjälp... (op-amp beräkning)

[Anders_]

Hejsan!

Som ny här på forumet får jag väl börja med att presentera mig, jag heter Anders och kommer Västerås. Är en glad elektronikamatör som tycker om att pilla lite med elektronik! Det mesta av de jag gör är som lite impuls grejer som jag tycker är intresant... Och nydligen började jag läsa lite om op-förstärkare, har vart inne på lite olika "småsidor" på internet och läst om dom små rackarna... haha

Hittade då när jag sökte lite på google ett "op fråga" eller vad man ska säga, den såg enkel ut tänkte jag så sparade bilden och skulle försöka lösa den idag. Men då tog det bara stop i huvudet på mig... Så googleade runt lite efter något forum med kloka personer och hamnade här.....


Determine R1, R2 and R3 so that if you connect an ac signal with
50mv amplitude between the jacks, you get an output signal between
the two outputs with 2V amplitude

Så om någon vill lösa den här i utbildningssyfte vore det kanon! (kanske jag kan köra lite Reverse engineering och testa någon annan uppg själv sen... )

Edit: Rubrik / blueint

[sebgus]

Simleringar ger en lösning på t.ex. R1 = R3 = 195ohm och R2 = 10ohm, men det skulle ju sitta fint med en "matematisk" lösning av det hela.

Ska jobba lite på det så lossnar det nog, just nu står det still!

[Anders_]

Simulering? Mhm.. hur gör man sånt då? Något speciellt program antar jag...

Ja går det att lösa med en simulering så låter ju det skoj även om en mattematisk lösning alltid är skoj också då man kan se lite mer varför svaret blir som de blir... Så håller tummarna för dig!

[sebgus]

Yes, det sker via ett datorprogram. Jag använder Multisim, men finns enklare (mindre i storleken och gratis) program som t.ex. PSpice eller 5Spice. Väldigt användbart om man vill leka runt med en viss krets! Rekommenderas!

Nåväl, jag tror jag kan ligga på en något sådär matematisk förklaring. Finns säkert de som kan förklara det bättre än mig, men jag gör ett försök!

Vi kallar de två spänningarna in i OP-amparna för U1 och U2 (övre respektive undre pluspolen på op-ampen).

U1 = 50mV, U2 = 0mV.

Om du har läst på lite om operationsförstärkare vet du att spänningen på den ena ingången är alltid likamed spänningen på den andra ingången (förutsatt att de är ideala).

När vi nu vet detta så ser vi att potentialen mellan R1 och R2 och mellan R2 och R3 ligger på U1 resp. U2, dvs. 50mV och 0mV.

Strömmen I genom R1, R2, R3 är lika eftersom ingångsresistansen på ideala op-ampar är oändliga och ur detta kan vi få följande ekvationer:

I = (U1 - U2)/R2
U3 = U1 + R1*I (spänningen i den övre utgången)
U4 = U2 - R3*I (spänningen i den undre utgången)

Spänningen ut skulle vara 2V, så U3 - U4 = 2V. Enklast blir även om vi väljer R1=R3. (kallar hädanefter R3 även för R1)
Nu satte vi även U2 = 0, då blir det ännu enklare!

Beräkning:
I = U1/R2
Uut = 2 = U1 + 2R1*I = U1 + (2R1*U1)/R2

Efter lite räkning kommer vi fram till att R1/R2 = 19,5.

Därför är R1 = 195ohm och R2 = 10ohm en lösning!

Hoppas det klarnade upp något, fråga gärna också!

// Sebastian

[psynoise]

Bättre svar än project_x får man inte, mycket bra inlägg, hade varit roligt om fler kunde uttrycka sig lika enkelt och korrekt. Kopplingen i schemat är ingångsteget till en instrumentförstärkare där man hänger på en differentialförstärkare mellan U3 och U4.

EDIT: Bild för den intresserade:

http://www.tfe.umu.se/courses/elektro/e ... G1/op.html