Hoe gebruik ik een operationele versterker als een inverterende versterker?

Leer hoe je een operationele versterker gebruikt als inverterende versterker, inclusief stappen, schema’s en essentiële theorieën uit de elektromagnetisme.

Hoe gebruik ik een operationele versterker als een inverterende versterker?

Een operationele versterker (opamp) kan op verschillende manieren worden gebruikt. Een van de meest voorkomende configuraties is de inverterende versterker. In deze opstelling wordt het ingangssignaal omgekeerd en versterkt. Hier volgen de stappen en principes om een opamp als een inverterende versterker te gebruiken.

Benodigde Componenten

Een operationele versterker (bijvoorbeeld de 741 IC)

Twee weerstanden: R_in en R_f

Een voedingsbron voor de opamp (bijvoorbeeld +15V en -15V)

Inputs en outputs

Stappen

Stap 1: Verbind de Voedingsspanning

Sluit de positieve voedingsspanning (bijvoorbeeld +15V) aan op de V₊ pin van de opamp en de negatieve voedingsspanning (bijvoorbeeld -15V) aan op de V_– pin.

Stap 2: Verbind de Weerstanden

Plaats weerstand R_in tussen het ingangssignaal (V_in) en de inverterende ingang (-) van de opamp.

Verbind weerstand R_f tussen de inverterende ingang (-) en de uitgang (V_out) van de opamp.

Stap 3: De Niet-inverterende Ingang

Sluit de niet-inverterende ingang (+) van de opamp direct aan op de aard (GND).

Werking en Berekeningen

In deze configuratie zal de uitgangsspanning V_out het negatieve van de ingangsspanning V_in zijn, vermenigvuldigd met de versterkingsfactor. De versterkingsfactor wordt bepaald door de verhoudingen van R_f en R_in. De formule hiervoor is:

V_out = – (R_f / R_in) * V_in

De minteken in de formule geeft aan dat het signaal geïnverteerd (omgekeerd) wordt.

Voorbeeld

Stel, R_in = 1 kΩ en R_f = 10 kΩ.

De versterkingsfactor is dan: (R_f / R_in) = 10 / 1 = 10.

Als de ingangssignaal V_in 1V is, dan is de uitgangsspanning V_out = -10V.

Conclusie

Een inverterende versterker configuratie met een operationele versterker is vrij eenvoudig op te zetten en kan handig zijn voor vele toepassingen waarbij signaalinversie en -versterking nodig zijn. Door simpelweg de juiste waarden voor R_f en R_in te kiezen, kan de gewenste versterking worden bereikt.

Summary