Prośba o wytłumaczenie układu ze wzmacniaczem różnicowym (zadanie) - krok po kroku

[ProPizza41]

Cześć. Mam na studiach kurs z projektowania urządzeń elektrycznych i dostałem w instrukcji przykład zadania - nie ma jednak dla niego żadnych odpowiedzi ani podpowiedzi jak je wykonać. Chciałbym poprosić o wyjaśnienie krok po kroku jak w ogóle na ten układ spojrzeć, jak go przeanalizować i procedurę działania. Byłbym bardzo wdzięczny, zależy mi na zrozumieniu materiału.  

Dane: R4=10kΩ, R2=22kΩ, R1=R5
Szukane: R3, Uo (dla DU=0), In2 (dla Uo=1,65V)

Edytowano Listopad 10, 2024 przez ProPizza41

[Sylba]

Zajrzyj tu:

https://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/circuit-figure-1-non-inverting-summing-amplifier-assume-op-amp-ideal-design-circuit-vo-va--q86044269

albo tu:

https://www.tina.com/pl/resources/home/practical-operational-amplifiers/9-differential-summing/

Jeszcze tu:

https://www.eeeguide.com/summing-scaling-and-averaging-amplifier/

 

Edytowano Listopad 10, 2024 przez Sylba

[ProPizza41]

@Sylba Niestety owe materiały nie pomogły 
Wydaje mi się że kluczowym dla mnie jest wiedza co zrobić z -In i +In, wybija mnie to z rytmu, materiały do nauki o wzmacniaczach nie przedstawiają tego w takich postaciach, a same przykłady są dość trywialne (ten przykład zapewne też jest trywialny, ale cóż, najwyraźniej nie dla mnie)

Edytowano Listopad 10, 2024 przez ProPizza41

[Sylba]

Sugeruję dokładne przeczytanie rozwiązania z ostatniego linku.

[jand]

W takim zadaniu przyjmujemy:

1. Oba wejścia wzmacniacza nie pobierają prądu,
2. Jego wzmocnienie jest nieskończenie duże.

Narysuj sobie ten schemat bez wzmacniacza - same oporniki. Otrzymasz dwie, niepołączone ich grupy - w jednej R1, R2, R3, w drugiej R4 i R5.

 Dla pierwszej grupy oporników wyznacz z prawa Ohma napięcie U₊ . Podobnie dla drugiej grupy wyznacz U_- .

Ze względu na pkt.2 powyżej mamy równanie U₊  = U_-

Wszystkie te równania opisują omawiany układ.

[fribble3]

Układ pełni rolę wzmacniacza różnicy napięć z przesunięciem poziomu napięcia wyjściowego dla zasilania jednonapięciowego.
Kawałek noty katalogowej układu AD8275 jest bardzo podobny i naprowadzi Cię na dobór rezystorów:

 

[ProPizza41]

Dziękuję panowie za udostępnione materiały, jednak jestem chyba zbyt tępy aby wciągnąć z nich wnioski.
Rozumiem podstawowe zagadnienia, napięcie dla V₊ musi być równe napięciu na V_-. Wiem również że suma natężeń w tych punktach musi być równa zero. To czego nie wiem to jak mam potraktować In_- oraz In₊. Być może źródłem moich problemów są niezrozumiałe dla mnie oznaczenia.
Zadania które rozwiązywałem podawały napięcia w tych miejscach, a ostatecznie należało wyznaczyć jedną niewiadomą znając przy tym wszystkie inne dane. W tym przypadku mamy dodatkowo zasilanie V1(3V3), a wartości reszty napięć nie są znane - wprowadza mnie to  w zakłopotanie, ponieważ nijak ma się to do schematu rozwiązywania zadań które wcześniej wykonywałem. Nie potrafię zrozumieć jak w tym przypadku postąpić.

Edytowano Listopad 11, 2024 przez ProPizza41

[_LM_]

36 minut temu, ProPizza41 napisał:

To czego nie wiem to jak mam potraktować In_- oraz In₊

Sztuka Elektroniki 4.1.3 "Obwód wyjściowy wzmacniacza stara się zrobić wszystko, co jest konieczne, aby różnica napięć między jego wejściami była równa zeru" to jeśli zrozumiesz, zrozumiesz działanie wzmacniacza operacyjengo.
I polecajka (poza Sztuką Elektroniki) https://kamami.pl/elektronika/199116-wzmacniacze-operacyjne-e-book.html 

Edytowano Listopad 11, 2024 przez _LM_

[ProPizza41]

1 godzinę temu, ProPizza41 napisał:

Rozumiem podstawowe zagadnienia, napięcie dla V₊ musi być równe napięciu na V_-

Dziękuję za odpowiedź, wiem że różnica napięć musi być równa zeru na wejściach wzmacniacza musi być równa zeru. Jestem w stanie rozwiązywać takie(prostsze) przykłady, jednak w przypadku zadania w tytule ciężko jest mi zrozumieć jakie ma być napięcie U_-in oraz U+_in, ani U_out. Nie rozumiem w jaki sposób zachowa się prąd, znamy jedynie wartość paru rezystorów i wartość jednego ze źródeł napięcia V1.

Edytowano Listopad 11, 2024 przez ProPizza41

[fribble3]

Z danych które podałeś ja rozumuje to tak, że jeżeli różnica pomiędzy sygnałami wejściowymi +IN oraz -IN równa się 0 to na wyjściu OUT ma być 1,65V.

Jeżeli masz już R2=22k to dając R3=22k masz 1,65V (z dzielnika napięcia).

R1=R5 dobierasz w zależności m.in. jakie ma być wzmocnienie – tego nie ma w danych zadania dlatego przyjąłem z podobnego układu 50k.

A prąd płynie od wyższego potencjału do niższego (z pominięciem wejść wzmacniacza).

Warto wspomóc się programami do symulacji w celu zrozumienia zagadnienia.