Warum verstärkt meine Verstärkerschaltung mehr als ich erwartet habe?

Meine Frage

Warum verstärkt meine Verstärkerschaltung mehr als erwartet und was kann ich tun, um das Problem zu beheben?

Was ich erreichen möchte

Ich möchte einen Eingang, der höchstens 1,5 [V] beträgt, auf höchstens 2 [V] verstärken.

Was ich versucht habe

Ich habe die folgende Schaltung eingerichtet. Wenn ich die Spannung von OUTgegen GNDmesse, erhalte ich Werte, die siebenmal höher sind als der Wert IN.

Ich habe die folgende Formel verwendet:

{V.}_{Ö} = {V.}_{ich} * (1 + \frac{{R.}_{2}}{{R.}_{1}})

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

Das Einstecken von für und für ergibt: $2$ $V_o$ $1.5$ $V_i$

{R.}_{1} = 3 {R.}_{2}

$R_1 = 3R_2$

Ich habe versucht, 300 [Ω] und 100 [Ω] für bzw. verwenden, was eine andere, aber auch unerwünschte Verstärkung ergab. Ich erinnere mich, dass es etwas niedriger war. $R_1$ $R_2$

Was ich bekam

Das Messen der Spannung an INund OUTgegen die GNDVerwendung eines Multimeters ergibt ungefähr 0,5 [V] für INund 3,5 [V] für OUT.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

operational-amplifier amplifier

— Adam Jensen
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Bist du sicher, dass du es so gebaut hast? Das sollte überhaupt nicht richtig funktionieren. Keine negative Rückkopplung, und Ihr positiver Eingang ist über R1 mit Masse verbunden. Was ist die Versorgungsspannung für den LM358?

— JRE

@ JRE sorry, die Pole wurden am Operationsverstärker umgedreht. Die Versorgungsspannung beträgt 5 [V] (siehe links).

— Adam Jensen

Da Sie eine positive Rückkopplung verwenden, ist der Ausgang wahrscheinlich auf Vorspannung gesättigt. Warum nicht negatives Feedback verwenden? Auch die Rückmeldung sollte an die andere Seite von R1 angeschlossen werden, nicht an GND.

— Durmus

In der offenen Schleife dieses Verstärkers liegt seine Verstärkung eher bei 100000 als bei 7, zumindest bis er gesättigt ist. Befolgen Sie beim nächsten Mal den Schaltplan für einen nicht invertierenden Verstärker.

— Brian Drummond

Der untere Teil von R2 sollte oben auf dem R1-Widerstand liegen ... Da dies der

— Fall

Antworten:

Wechseln Sie zu Folgendem, um einen nicht invertierenden Verstärker mit Verstärkung = $1 + R_2/R_1$

schematisch

Der Unterschied besteht darin, dass anstelle von Masse an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen ist. $R_2$

In der Antwort von Scott Seidman finden Sie eine Erklärung, was die falsche Schaltung tat.

— JRE
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@abligh Bitte schauen Sie genau hin und finden Sie den (wichtigen) Unterschied ...

— Batuu

Für diejenigen, die wie ich dachten "huh, das ist das gleiche!", Ist R2 im Originaldiagramm mit Masse verbunden, anstatt mit dem negativen Eingang des OpAmp verbunden zu sein.

— Abligh

Ihre Schaltung ist falsch. Versuchen Sie, den unteren Anschluss von R2 mit dem oberen Anschluss von R1 (negativer Eingang des Operationsverstärkers) zu verbinden. Dies würde Ihnen einen nicht invertierenden Verstärker mit Vo = Vi * (1 + R2 / R1) geben.

Fügen Sie für eine ordnungsgemäße Simulation ein Bodensymbol hinzu.

— Batuu
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$10^5$

— Scott Seidman
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Vielleicht ist es gut für das OP zu wissen, dass sich seine [ursprüngliche] Schaltung wie ein Komparator verhält, nicht wie ein [linearer] Verstärker ...

@Nasha Ich vermeide lieber Antworten, die Leute dazu ermutigen könnten, Operationsverstärker als Komparatoren zu verwenden.

— Scott Seidman

Hmmm ... ich bin anderer Meinung. Es sollte kein Vorwand sein, in keiner Weise zu lehren oder zu lernen. Schließlich liegt es an der Person, einen Opamp als Komparator zu verwenden (wenn überhaupt). Und Sie können auch erklären, warum Sie dies nicht empfehlen.

@Nasha - Ich habe es wiederholt getan. Wenn Sie sich in diesem Stapel umschauen, werden Sie eine Spur von Leuten finden, die Probleme mit einer Schaltung haben, weil sie erwarten, dass sich ein Operationsverstärker wie ein Komparator verhält, wenn er mit offener Schleife verwendet wird, und fast keine Probleme von Leuten, die mit einem optimierten Komparator beginnen als Komparator fungieren.

— Scott Seidman

Nun, Antworten auf solche Fragen auf einer Website mit Tausenden von Treffern pro Tag zu geben, macht es bestimmt möglich, nehme ich an ...