Операционные усилители ,вопрос об ошибке.

[panov-05]

всем привет.Начал проверять формулу для расчета коэффициента операционного усилителя ,взял калькулятор с сайта и он меня поставил в тупик , потом думаю нет , скорее всего и в книжках опечатка и на сайте тоже.вот страница калькулятора операционного усилителя https://vip-cxema.org/index.php/online- ... -usilitele
Инвертирующий каскад на ОУ с повышенным входным сопротивлением.Если везде ставлю сопротивление по одному килоому то калькулятор показывает 2 , а мой симулятор circuit показывает 3
Если подали 5 вольт то в нем на выходе 15 вольт.
Посоветуйте калькуляторы или что можно что бы рассчитать можно было.Кто учился в институте проверьте данный калькулятор.

[lumped.net]

Описание этой схемы находится здесь, причём формула там дана неверно. Оттуда, по-видимому, она и перекочевала в калькулятор. Правильная формула будет такой:

Нетлист:

Спойлер

Код:

# https://lumped.network
V_in 1 0
R_1 1 2
R_2 2 3
X 0 2 0 4 0
R_3 4 3
R_4 3 0
T V_in

[1en2]

lumped.net, вы тоже немного упростили формулу в предположении, что R2 значительно больше, чем R3IIR4, а при всех 1К0 эквивалент R2 уже будет 1К5, а не 1К0....т.е., по-моему, получится Ку=4,5.....
===
panov-05, формулы часто даются не абсолютные, а при определённых практических разумных условиях, когда некоторыми параметрами можно пренебречь (или точный расчёт становится бессмысленным из-за низкой точности применяемых деталей)...Это позволяет упростить формулу, но приводит к погрешностям для взятых "с потолка" номиналов, которые реально массово не применяются.

[12943]

panov-05 писал(а):

Посоветуйте калькуляторы или что можно что бы рассчитать можно было.

У тебя уже есть калькулятор всего на свете.
Теперь ты можешь всё рассчитать и всё проверить сам.
Появятся более сложные задачи, поставишь приличный симулятор.

[lumped.net]

вы тоже немного упростили формулу

Позвольте, но ведь я не делал вообще никаких упрощений. Эту формулу мне выдала ЭВМ, вычислив её по методу узловых потенциалов. ОУ считался идеальным, с бесконечным Ку. Но если учесть, что Ку=Ao, то формула слегка усложнится:

Нетлист:

Спойлер

Код:

# https://lumped.network
V_in 1 0
R_1 1 2
R_2 2 3
X 0 2 0 4 0 A_0
R_3 4 3
R_4 3 0
T V_in


[HochReiter]

Не надо ЭВМ, такое считается или устно, или на бумажке, так понятнее.
У ОУ Очень Большое усиление, поэтому (если только усилитель не в ауте) на обоих входах почти одинаковое напряжение. Для начала рассмотрим обычный инвертирующий каскад. Один из входов намертво соединён с общим проводом, напряжение на нём равно нулю. Тогда и на другом должно быть нулевое напряжение. К левому концу R1 подведено Uвх, на правом ноль, ток через него I = (0-Uвх)/R1. Этот ток идёт через R2, больше некуда. На правом конце R2 выходное напряжение ОУ, на левом ноль. I=(Uвых-0)/R2. Тогда коэффициент усиления -R2/R1. С этим всё понятно? Если да, то переходим к схеме инвертирующего каскада с повышенным входным сопротивлением. Слова и буквы те же самые, кроме одного: R2 подключен к выходу ОУ не напрямую, а через делитель напряжения. Если считать, что R2>>R3||R4, то коэффициент делителя R4/(R3+R4). Если не во много раз больше, надо учитывать параллельное соединение R2 и R4

[lumped.net]

Практика показывает, что нифига оно не считается: ни в уме, ни на бумажке. Вместо этого вопросы сразу на форум транслируются.
А так то да. Если R2>>R3||R4, то со стороны выхода на нём напряжение R4/(R3+R4)Uвых, а ток через него остался тот же самый, что и в обычной инвертирующей схеме. Напряжение упало, а ток не изменился, значит, сопротивление R2 эквивалентное сопротивление в обратной связи выросло в (R3+R4)/R4 раз. Дальше по обычной формуле инвертирующего усилителя Ky=-R2*(R3+R4)/(R1*R4). Вольтдобавка (бутстрап) как она есть.

[1en2]

Позвольте, но ведь я не делал вообще никаких упрощений

Да, признаю....У вас всё правильно...Мой макет показал Ку ровно 3, а не мои 4,5.....

[B@R5uk]

Заявлено, что каскад имеет особенность: повышенное входное сопротивление. А вот чему это сопротивление эффективно получается равно не сказали... А ведь в этой схеме это самая главная характеристика! По-важней будет, чем коэффициент усиления, его-то можно и после этого входного каскада подкрутить. Ещё интересный вопрос относительно шумов и устойчивости: при наличии ПОС оба свойства могут портится (впрочем, я могу и ошибаться, с ПОС серьёзно работать не приходилось, если триггер Шмитта не считать).

[lumped.net]

Насчёт входного сопротивления сомнений нет. Если ОУ идеальный, то на инвертирующем входе тоже нулевой потенциал. Тогда входное сопротивление просто равно R1. Вся соль тут в том, что за счет "умножения R2" вольтдобавкой становится возможным увеличить R1, сохранив прежнее отношение R2/R1.
ПОС как таковой я здесь не вижу, хотя могу и ошибаться. Со стабильностью не должно быть проблем. Если задать коэффициент передачи ОУ как у идеального интегратора 1/(p*tau), то получается только один полюс.
Вот насчёт шумов - это хороший вопрос, но считать лень.
Область применения этой схемы вижу такую: когда используется однополярное питание ОУ и входной сигнал имеет противоположную питанию полярность, а его источник нельзя сильно нагружать.

[mickbell]

Да в задницу такие куркуляторы. Я ему задал:
R1 = 1000 Ом,
R2 = 11000 Ом,
R3 = 2000 Ом,
R4 = 2000 Ом,
рассчитывая получить усиление 12, а он его показывает не 12 и даже не 11, а аж 22 раза. Или это я уже моском поехал после ковида? Жду комментов.

[lumped.net]

Воздержусь от оценочных суждений, пожалуй.
Правильный ответ: минус 24 раза.

[mickbell]

Я таки нашёл ошибку, а оценочное суждение и сам вынесу. Действительно, я слегка отупел: тупо забыл учесть ослабление делителя. Моск всё-таки требует долечивания, точнее, активизации. Благодарю за помощь.
PS Страшная штука - котовид-19.

[lumped.net]

Накачу-ка я тогда за Ваше драгоценное здоровье, если не возражаете

Я тут всё вспоминал, чего обсуждаемая схема мне напоминает. Ну вот же - регулируемая емкость малой величины в трансимпедансном усилителе (преобразователь ток-напряжение, если по-нашему).

[mickbell]

lumped.net писал(а):

если не возражаете

Да как же можно возражать!
Что касается схемы с переменным конденсатором - у меня сразу же появляется ассоциация с эффектом Миллера.

[AlexS4]

тогда конденсатор на затвор ну всмысле 100ом параллельно входу и пофиг любые фидбэки и диф сопротивления ) ... и калькулятор ненужен)

[lumped.net]

AlexS4, я с утра не догоняю, о чём это Вы? Наверное, слишком много

mickbell, ну тут скорее эффект Миллера наоборот (антиэффект Миллера? эффект Антимиллера?) - увеличиваем импеданс, т.е. уменьшаем ёмкость. Но можно и прямой эффект залудить:

Cin=[1+R2/R1]*C
В первоисточнике схему охарактеризовали двумя словами - "Miller machine".

[AlexS4]

я о том что эффект миллера часто всплывает в контектсте высоковольтных силовых ключей mosfet/igbt. там этот эффект может в разы увеличить рассчетное транзитное время и энергию переключения соответственно. и там с этой бедой часто борятся шунтируя вход (затвор) заведомо большей емкостью. шутка патологоанатома короче).

[mickbell]

lumped.net писал(а):

ну тут скорее эффект Миллера наоборот (антиэффект Миллера? эффект Антимиллера?)

Анти? Да ну... https://inis.iaea.org/collection/NCLCol ... 307495.pdf, смотрим страницу 3, рисунок 1А. (Заодно обращаем внимание на год выхода статьи. А также на последнюю страницу сверху.)

[AlexS4]

так в обе от С врод должно

повторитель между С-R1 сделает Ry бесконечным а вот Rx - врод 0 всегда или туплю?


резистор можно сдвоенный, в одном из вариантов будет прикольнее чем в другом


или так


Добавлено after 40 minutes 42 seconds:
а интегратор причем непонял? это же источник тока +С а не RC. запутался сам, у источника тока диф сопротивление бесконечно но ток есть, это какому R эквивалентно ?))
короче в интеграторе со входа не конденсатор а наибалово какоето, на нем напряжение не растет, пока в динамическом диапазоне выход.