Springen naar inhoud

Differentiaalversterker


  • Log in om te kunnen reageren

#1

kwijtongs

    kwijtongs


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 juni 2010 - 12:15

Hallo,

Als student handelsingenieur hebben wij dit jaar ook het elektriciteit.
Nu had ik een vraag over de differentiaalversterker met negatieve terugkoppeling.

Om de formules af te leiden van versterking hier gebruiken ze in ons boek 2 veronderstelling:
De ingangstroom = 0
Het spanningsverschil = 0

Nu was mijn vraag,
Wordt er bij de differentiaalvesterker niet juist het verschil tussen de + en - ingang versterkt?
En aangezien de veronderstelling is dat dat spanningsverschil=0 is er toch ook geen versterking?

Iemand die mij hiermee kan helpen?

Alvast bedankt.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 10 juni 2010 - 17:55

Wordt er bij de differentiaalvesterker niet juist het verschil tussen de + en - ingang versterkt?
En aangezien de veronderstelling is dat dat spanningsverschil=0 is er toch ook geen versterking?

Dat is waar, maar het spanningsverschil tussen de ingangen is zeer klein vergeleken met alle andere spanningen in de schakeling. Daarom mag je voor berekeningen deze spanning gelijk aan nul veronderstellen.

#3

kwijtongs

    kwijtongs


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 juni 2010 - 18:09

Is het feit dat het verschil tussen die 2 spanningen zo klein is een gevolg van die negatieve terugkoppeling?
Zoja, hoe werkt dit dan?
En waarom is Vuit niet gelijk aan een van de 2 voedingsspanningen? Want zelf bij een kleine stroom is de versterking toch zo groot dat Vuit gelijk is aan een van de 2 voedingsspanningen? Of ben ik hier fout?

Alvast bedankt,

#4

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 juni 2010 - 18:20

Je kan proberen om een vergelijking op te stellen voor de spanning op de min-klem.
Laat je de versterking van de opamp dan naar oneindig laat gaan, zal je zien dat deze limiet de spanning op de plus klem zal opleveren.

Je kan het ook op een intu´tieve methode uitleggen:
Stel dat de spanning op de plus en min klem ongeveer gelijk zijn (moet wel om een eindige uitgangsspanning te hebben als de versterking oneindig is). Voeg nu in gedachten een storing toe aan de uitgang van de opamp. Dus bv LaTeX
Ga na wat dit tot gevolg heeft op de spanningen in het systeem.
Je zou tot de conclusie moeten komen dat door de terugkoppeling deze storing onderdrukt wordt.
Met andere woorden, dat er een mechanisme is dat de spanning op de min-klem ongeveer gelijk houdt aan de plus-klem, namelijk de terugkoppeling.

De reden dat je niet de voedingsspanning aan de uitgang krijgt is dus juist deze negatieve terugkoppeling. Zonder zou je inderdaad een comparatorwerking krijgen.
Maar die terugkoppeling heeft als gevolg dat de totale schakeling een eindige versterkingsfactor krijgt, zelfs al is deze van de opamp oneindig.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

#5

kwijtongs

    kwijtongs


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 juni 2010 - 19:39

Volgens mijn intuitie( die hoogstwaarschijnlijk fout is) gaat het zo:

Er is een spanningsbron aangesloten op de plus-knoop van de opamp.
Aan de minknoop is er geen spanningsbron aangesloten, enkel de terugkoppeling.

Nu mijn intuitie:

Aangezien er niks op de min-knoop is aangesloten is het spanningsverschil tussen de plus en min knoop gelijk aan de spanning die de spanningsbron levert. Deze wordt oneidig versterkt, dus tot aan de waarde van de voedingsspanning.
Die voedingsspanning wordt dan teruggekoppeld naar min knoop, over een weerstand(R2).
Dan is er toch nog altijd een verschil tussen de + en de - knoop, namelijk het verschil tussen de spanning die de spanningsbron levert en de voedingsspanning(vermindert met de spanningsval over de weerstand R2).

Deze redening kan redelijk simplistisch overkomen maar het is ook wel een vak wat volledig nieuw is voor mij.

Alvast bedankt,

#6

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 juni 2010 - 19:51

We zullen het eerst eens via de vergelijkingen proberen:

LaTeX
LaTeX
Schrijf nu de uitgang eens als functie van enkel V+
En neem de limiet voor A gaande naar oneindig. Wat merk je?

Veranderd door ZVdP, 10 juni 2010 - 19:52

"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

#7

kwijtongs

    kwijtongs


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 juni 2010 - 20:12

Ok, het uitschrijven via formules is mij ondertussen gelukt en ik kom dus uit dat V+=V-

Maar nu begrijp ik nog altijd niet de intuitieve redenering achter deze schakeling.
Wat gebeurt er precies met de spanning afkomstig van de spanningbron die aan de plusknoop is geschakeld?
Mag deze spanning groot zijn?

#8

kwijtongs

    kwijtongs


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 juni 2010 - 13:53

Ok, ondertussen ben ik in mijn boek bij het hoofdstuk regeltechnieken aanbeland en er worden mij al een bepaalde dingen duidelijk.

Dus men heeft een systeem met een referentiespanning een versterkerblok G en een terugkoppelblok H. Nu wordt het verschil tussen de referentiespanning en de teruggekoppelde spanning versterkt in blok G.

Nu had ik een vraag ivm met deze stelling:

Is het correct te zeggen dat negatieve terugkoppeling niet werkt als we te maken hebben we een referentiespanning(ingangsspanning) die groter is dan de voedingsspanning van de operationele versterker?

Uitleg:
Het eerste signaal( de ingansspanning) wordt versterkt, aangezien er nog geen terugkoppeling is, is deze versterking zeer groot dus gelijk aan de voedingsspanning van de versterker. Deze voedingsspanning wordt teruggekoppeld naar de - ingang van de versterker over een spanningsdeler R1/R1+R2. Aangezien deze spanning in het beste geval gelijk is aan de voedingsspanning, en de ingangsspanning groter is dan deze voedingsspanning zal er altijd een verschil blijven aan de ingang van opamp en bijgevolg dus altijd een versterking die leidt tot een vuit=voedingsspanning.

Klopt dit?

Alvast bedankt

#9

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 juni 2010 - 15:02

Bericht bekijken

Is het correct te zeggen dat negatieve terugkoppeling niet werkt als we te maken hebben we een referentiespanning(ingangsspanning) die groter is dan de voedingsspanning van de operationele versterker?

Klopt, de negatieve terugkoppeling werkt nog steeds zo goed mogelijk, maar een opamp kan inderdaad nooit een grotere spanning leveren dan hij aan voeding krijgt. De opamp "gaat in saturatie".
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#10

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 11 juni 2010 - 17:06

Bij oversturing van een ingang loopt de uitgang van de opamp inderdaad klem tegen de voedingsspanning.
Maar afgezien daarvan moet je oppassen met ingangssignalen die buiten de grenzen van de voedingsspanning liggen. Een opamp kan dat maar beperkt verdragen. Hoe ver je mag gaan staat in de datasheet van de betreffende opamp.

#11

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 juni 2010 - 20:04

Je kan een ingangsspanningen aanleggen, beide hoger dan de voeding, maar waarvan het verschil niet te groot is.
De schakeling kan in dit geval nog altijd functioneren als verschilversterker. Wel opletten dat de common-mode spanning (gemiddelde waarde van de twee signalen) niet tÚ hoog wordt. Een opamp zal nooit perfect zijn, en zal ook de common,-mode versterken. En zoals Klazon vertelde, zal de fabricant ook maximale ingangsspanningen specifiŰren.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures