Wat is een inverterende versterker?
Een inverterende versterker (ook wel inverterende operationele versterker of inverterende op-amp genoemd) is een type operationele versterkerschakeling die een uitgang produceert die 180o uit fase is ten opzichte van de ingang.
Dit betekent dat als de ingangspuls positief is, de uitgangspuls negatief zal zijn en vice versa. Onderstaande figuur toont een inverterende operationele versterker, opgebouwd met behulp van een op-amp en twee weerstanden.
Hier brengen we het ingangssignaal via de weerstand Ri aan op de inverterende aansluiting van de op-amp. De niet-inverterende aansluiting verbinden we met massa. Verder zorgen we voor de terugkoppeling die nodig is om de schakeling te stabiliseren, en dus om de uitgang te regelen, via een terugkoppelweerstand Rf.
Mathematisch wordt de spanningsversterking die de schakeling biedt, gegeven als
Waar,
Echter, we weten dat een ideale op amp een oneindige ingangsimpedantie heeft waardoor de stromen die naar zijn ingangsklemmen vloeien nul zijn, d.w.z.d.w.z. I1 = I2 = 0. Dus, Ii = If. Vandaar,
We weten ook dat in een ideale op-versterker de spanning op inverterende en niet-inverterende ingangen altijd gelijk zijn.
Als we de niet-inverterende klem aan massa hebben gelegd, verschijnt er nul spanning op de niet-inverterende klem. Dat betekent dat V2 = 0. Vandaar dat V1 = 0, ook. We kunnen dus
Vanuit bovenstaande twee vergelijkingen krijgen we,
De spanningsversterking van de inverterende operationele versterker of inverterende op versterker is,
Dit geeft aan dat de spanningsversterking van de inverterende versterker wordt bepaald door de verhouding tussen de terugkoppelweerstand en de ingangsweerstand, waarbij het minteken de fase-omkering aangeeft. Verder moet worden opgemerkt dat de ingangsimpedantie van de inverterende versterker niets anders is dan Ri.
Inverterende versterkers vertonen uitstekende lineaire karakteristieken, waardoor zij ideaal zijn als gelijkstroomversterkers. Bovendien worden zij vaak gebruikt om ingangsstroom om te zetten in uitgangsspanning in de vorm van transweerstandsversterkers of transimpedantieversterkers. Verder kunnen ze ook worden gebruikt in audiomixers als ze worden gebruikt in de vorm van somversterkers.