تقویت کننده غیر وارون گر در ولتاژ

تقویت کننده غیر وارون گر:
در تقویت کننده غیر وارون گر، سیگنال ولتاژ ورودیVIN مستقیماً به ترمینال غیرمعکوس اعمال می شود و به این معنی است که بهره خروجی تقویت کننده در مقایسه با مدار تقویت کننده معکوس کننده، مثبت خواهد شد. در نتیجه، سیگنال خروجی با سیگنال ورودی هم فاز است.

کنترل فیدبک تقویت کننده عملیاتی غیر معکوس کننده، با اعمال یک بخش کوچک از سیگنال ولتاژ خروجی و سپس وارد کردن آن به ترمینال ورودی معکوس از طریق شبکه مقسم ولتاژ Rf-R2به دست می آید و دوباره  فیدبک منفی تولید می کند.

این پیکربندی حلقه بسته، به یک مدار تقویت کننده معکوس با پایداری مناسب و امپدانس ورودی بسیار بالایRin (تقریباً بی نهایت) می انجامد و جریانی به ترمینال ورودی مثبت آن وارد نمی شود (شرایط ایده آل). همچنین، امپدانس خروجیRout آن کم است.

مدار این تقویت کننده در شکل زیر نشان داده شده است.

در آموزش های قبلی درباره تقویت کننده معکوس کننده گفتیم که برای یک آپ امپ ایده آل، جریانی به ورودی تقویت کننده وارد نمی شود و ولتاژهای V1وV2 با هم برابر هستند.

این به آن دلیل است که نقطه مشترک محل برخورد ورودی و فیدبکV1 پتانسیل یکسانی دارند.

به عبارت دیگر، نقطه اشتراک، یک نقطه جمع زمین مجازی است. به دلیل این نقطه زمین مجازی، مقاومت های Rf و R2 یک شبکه مقسم ولتاژ ساده را می سازند که شکل آن به صورت زیر است.

در نتیجه، با استفاده از فرمول محاسبه ولتاژ خروجی یک شبکه مقسم ولتاژ، می توانیم بهره ولتاژ حلقه بسته Av تقویت کننده غیرمعکوس را به صورت زیر به دست آوریم:

در نقطه جمع ایده آل، تساوی V1=VIN را داریم. همچنین، بهره ولتاژ AV برابر با  است. در نتیجه، داریم:

بنابراین، بهره ولتاژ حلقه بسته یک تقویت کننده عملیاتی غیرمعکوس را می توان به صورت زیر نوشت:

از معادله بالا می بینیم که بهره حلقه بسته کلی یک تقویت کننده غیرمعکوس، همیشه بزرگ تر یک خواهد بود. همچنین ماهیت آن مثبت بوده و با استفاده از نسبت مقادیر Rf به R2 به دست می آید.

اگر اندازه مقاومت فیدبک Rfصفر باشد، بهره تقویت کننده دقیقاً برابر با یک خواهد بود. همچنین، اگر مقاومت R2 صفر باشد، بهره به بی نهایت میل می کند، اما در عمل، به بهره تفاضلی حلقه باز تقویت کننده های عملیاتی (AO) محدود خواهد شد.

می توانیم به سادگی با تغییر اتصالات ورودی یک تقویت کننده عملیاتی معکوس کننده، آن را به یک تقویت کننده غیر معکوس کننده تبدیل کنیم. شکل زیر این موضوع را به خوبی نشان می دهد.