Pourquoi mon circuit amplificateur amplifie-t-il plus que ce que j'attends?

Ma question

Pourquoi mon circuit d'amplification amplifie-t-il plus que ce que j'attends et que puis-je faire pour le réparer?

Ce que je veux accomplir

Je veux amplifier une entrée qui, au maximum, est de 1,5 [V] pour, au plus, être 2 [V].

Ce que j'ai essayé

J'ai le circuit ci-dessous configuré. Lorsque je mesure la tension de OUTcontre GND, j'obtiens des valeurs 7 fois supérieures à la valeur IN.

J'ai utilisé la formule suivante:

V_{o} = V_{i} * (1 + \frac{R_{2}}{R_{1}})

$V_o = V_i * (1 + \frac{R_2}{R_1})$

Brancher $2$ pour $V_o$ et $1.5$ pour $V_i$ évalue à:

R_{1} = 3 R_{2}

$R_1 = 3R_2$

J'ai essayé d'utiliser 300 [Ω] et 100 [Ω] pour $R_1$ et $R_2$ respectivement, ce qui a donné un gain différent, mais aussi indésirable. Je me souviens que c'était un peu plus bas.

Ce que j'ai

La mesure de la tension à INet OUTcontre à l' GNDaide d'un multimètre me donne environ 0,5 [V] pour INet 3,5 [V] pour OUT.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

operational-amplifier amplifier

— Adam Jensen
source

Êtes-vous sûr que c'est ainsi que vous l'avez construit? Cela ne devrait pas fonctionner du tout correctement. Aucune rétroaction négative et votre entrée positive est connectée à la masse via R1. Quelle est la tension d'alimentation du LM358?

— JRE

@JRE désolé, les pôles ont été inversés sur l'ampli op. La tension d'alimentation est de 5 [V], comme on le voit à gauche.

— Adam Jensen

Comme vous utilisez une rétroaction positive, la sortie sature probablement pour polariser la tension. Pourquoi ne pas utiliser la rétroaction négative? La rétroaction doit également être connectée à l'autre côté de R1 et non à GND.

— Durmus

En boucle ouverte de cet amplificateur, son gain ressemblera plus à 100000 qu'à 7, au moins jusqu'à ce qu'il sature. Suivez le schéma pour un amplificateur non inverseur la prochaine fois.

— Brian Drummond

La partie inférieure de R2 devrait aller au- dessus de la résistance R1 ... Comme c'est le cas, la sortie ira simplement au rail car tout est plus haut que la terre (avec V + est lié à travers la résistance R1)

— jbord39

Réponses:

Passez à ce qui suit pour obtenir un amplificateur non inverseur avec gain = $1 + R_2/R_1$

schématique

La différence est que $R_2$ est connecté à l'entrée inverseuse de l'ampli op au lieu de la masse.

Veuillez consulter la réponse de Scott Seidman pour une explication de ce que faisait le mauvais circuit.

— JRE
source

@abligh S'il vous plaît regardez de très près et trouvez la différence (importante) ...

— Batuu

Pour ceux qui comme moi pensaient "hein, c'est pareil!", R2 sur le schéma d'origine est connecté à la masse, par opposition à être connecté à l'entrée négative de l'OpAmp.

— abligh

Votre circuit est faux. Essayez de connecter la borne inférieure de R2 à la borne supérieure de R1 (entrée négative de l'opamp). Cela vous donnerait un amplificateur non inverseur avec Vo = Vi * (1 + R2 / R1)

Pour une simulation correcte, ajoutez un symbole au sol.

— Batuu
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Pour ajouter aux autres réponses, parce que la tension aux bornes inverseuse est FIXE AU SOL (nous le savons car aucun courant, dans l'idéal, ne peut entrer dans les bornes d'entrée, donc il n'y a aucune chute de tension aux bornes de la résistance R1), vous n'avez pas de négatif retour d'information. En raison du manque de rétroaction négative, le gain de votre amplificateur est le gain en boucle ouverte de l'ampli op (peut-être $10^5$ ou ainsi), et la sortie est simplement déterminée par la distance que la sortie peut atteindre avec le rail.

— Scott Seidman
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Peut-être que c'est bon de savoir pour l'OP que son circuit [d'origine] se comporte comme un comparateur et non un amplificateur [linéaire] ...

@Nasha Je préfère éviter les réponses qui pourraient encourager les gens à utiliser des amplificateurs opérationnels comme comparateurs.

— Scott Seidman

Hmmm ... je vous prie de différer. Ce ne devrait pas être un prétexte pour ne pas enseigner ni apprendre en aucune façon. Après tout, c'est à qui décide d'utiliser un ampli-op comme comparateur (le cas échéant). Et vous pourriez aussi bien expliquer pourquoi vous ne le recommandez pas.

@Nasha - Je l'ai fait à plusieurs reprises. Si vous regardez autour de cette pile, vous trouverez une trace de personnes qui ont des problèmes avec un circuit car elles s'attendent à ce qu'un ampli op se comporte comme un comparateur lorsqu'il est utilisé en boucle ouverte, et presque aucun problème de personnes qui commencent avec un comparateur optimisé pour fonctionner comme un comparateur.

— Scott Seidman

Eh bien, fournir des réponses à de telles questions sur un site avec des milliers de visites par jour rend cela