オペアンプを使用した反転バッファー


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オペアンプを使用してユニティゲインバッファを(電圧フォロワとして)簡単に作成できることは知っています。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

また、オペアンプ(反転アンプ)を使用して反転バッファを作成するのが簡単であることも知っています。R1=R2

回路図

この回路をシミュレートする

しかし、この反転増幅器の精度の精度に依存する及びR 2 -それらが密接に一致していない場合は、出力からのビットは異なるであろう- V I NR1R2Vin

電圧フォロワーのように、これらの抵抗の精度に依存しないオペアンプで反転バッファーを作成する方法はありますか?より高精度の抵抗器を入手するのは良い考えですか?

回答:


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いいえ、抵抗値に依存しないオペアンプだけで反転バッファを作成する方法はありません。非常に優れた精度と安定性で抵抗器を得ることができます(同様に印象的な価格で)、または絶対値精度はそれほど印象的ではないかもしれませんが、比率が厳しく制御されている整合したネットワーク(値と温度係数)を得ることができます。

正確な抵抗なしで信号を反転する方法があります。いわゆるフライングコンデンサ法ですが、かなり複雑であり、抵抗はppmレベルの精度までのほとんどの状況に適したソリューションです。


すばらしい-これは私が欲しかった現実世界の実用的なものの量を正確にカバーしています。
グレッグデー

だから、私が理解しようとしてきた質問は:なぜですか?R1とR2には任意の値を指定できるため、なぜその値をゼロにできないのですか?(理由があると確信していますが、まだ見つかりませんでした)
jgalak

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@jgalakゲインは-(R1 / R2)です。0/0の数学的な可能性は別として、正の数の場合、R1またはR2のパーセント誤差はゲイン誤差に直接現れます。そのため、理想的なエラーの点で非常に小さい(または非常に大きい)値には利点がありません。値が非常に小さいとオペアンプに負荷がかかり、追加の問題が発生します。値が非常に大きいと、バイアス電流とリーク、さらにはジョンソンノイズによる追加のエラーが発生します。
スペロペファニー

ただし、非反転アンプ構成の場合、式はG = 1 +(R2 / R1)ですが、バッファー構成では0/0が正常に機能します。それでは、なぜ反転バッファーがなくても問題ないのでしょうか?
jgalak

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ほら そして、私はちょうどそれを得た。0 / infは0に傾向があります。0/ 0はどこにも傾向がありません。OK、気にしないで、それを手に入れました!とにかくありがとう!
jgalak

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1つの可能性。彼らは、差動ラインペアを駆動する可能性が高い、正と負の差動出力を備えたいくつかの特殊なオペアンプを製造していました。私は一度も使用したことがなく、部品番号を思い出せません。しかし、正の出力を電圧フォロワとして接続すると、負の出力も同様に負になると思います。

電圧フォロアのオペアンプ構成も完全ではないことに注意してください。内部ゲイン仕様と小さなオフセットがありますが、小さいながらも、入力の1対1が完全ではない出力になる可能性があります。


これは非常に賢いアイデアですが、実際に役立つかどうかはわかりません(主に部品の入手可能性)
グレッグデー

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Neddの答えに加えて、探している高精度ユニティゲイン差動アンプICはINA105、DRV134、THAT1240などのタイプです。品質、メーカー、メーカーはもちろん、さまざまな価格帯があります。問題の回路は、INA105データシートに記載されている以下のものです。

ここに画像の説明を入力してください


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実際の経験は、特にアナログ領域では、教科書の理想から逸脱することがよくあります。同じメーカーと同じバッチの良質の抵抗器を使用している場合、個々の抵抗器間の精度は、公称値の公差よりも優れています。

LM324のような汎用デバイスを使用して実際にユニティゲイン反転オペアンプが必要な場合は、抵抗値を計算してゲインを計算します(G = -1.009 例:) Rin = 218k, Rf=220k。これG = -1により、電圧計で実際に測定されたゲインが得られます。

私はLM324よりもエキゾチックなものを使用したことはありません。マイクロパーツレベルの精度を必要とするセンサーとのインターフェースにこの部品を使用して、岩石の安定した出力を問題なく作成しました。あなたの問題は、マイクロコントローラーのADコンバーターを安定させようとすることから始まります。

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