Negative Feedback im Operationsverstärker und geschlossener Schleifenverstärkung des Operationsverstärkers

Negatives Feedback in einem Operationsverstärker

Wir erhalten Negatives Feedback in einem Operationsverstärker, indem wir den Ausgang des Operationsverstärkers über einen geeigneten Widerstand mit dem invertierenden Eingang verbinden, wie unten dargestellt.

Die Verstärkung eines Operationsverstärkers mit negativem Feedback wird als geschlossene Schleife-Verstärkung bezeichnet.

Geschlossene Schleife-Verstärkung des Operationsverstärkers

Wenn wir einen Rückkopplungswiderstand und einen Reihenwiderstand mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers verbinden, wie in der obigen Abbildung gezeigt, wird die Verstärkung des Systems einfach das negative Verhältnis des Rückkopplungswiderstands zum Eingangswiderstand. Der Operationsverstärker hat seine eigene Verstärkung. Die Verstärkung ist praktisch sehr groß und idealerweise unendlich. Wir können eine vorgegebene Verstärkung dem System aufzwingen, unabhängig von der eigenen Verstärkung des Operationsverstärkers (offene Schleife-Verstärkung). Dies tun wir, indem wir die geeigneten Werte für den Reihenwiderstand am Eingang (Ri) und den Rückkopplungswiderstand (Rf) auswählen. Die Verstärkung des Operationsverstärkersystems sollte sein

Um die geschlossene Schleife-Verstärkung eines 741 Operationsverstärkers zu verstehen, gehen wir durch ein Beispiel. Der 741 Operationsverstärker hat folgende Parameter.

Lassen Sie uns die geschlossene Schleife-Verstärkung des Operationsverstärkers berechnen, wenn wir einen 10 kΩ Widerstand in Reihe mit dem invertierenden Terminal und einen 20kΩ Widerstand als Rückkopplungspfad verbinden.

Das äquivalente Schaltbild des Operationsverstärkers mit Eingangsquelle wird wie unten dargestellt sein,

Nehmen wir an, die Spannung am Knoten 1 sei v. Nun wenden wir den Kirchhoffschen Stromgesetz an diesem Knoten an. Wir erhalten dann,

Nun wenden wir den Kirchhoffschen Stromgesetz am Knoten 2 an. Wir erhalten dann,

Nun finden wir aus der Abbildung heraus, dass,

Aus Gleichung (i) und (ii) erhalten wir,

Also beträgt die offene Schleife-Verstärkung des Operationsverstärkers, 2 × 105.
während die geschlossene Schleife-Verstärkung nur 2 beträgt.

Betrachten wir ein weiteres Beispiel für die geschlossene Schleife-Verstärkung eines Operationsverstärkers.

Das äquivalente Schaltbild des oben genannten 741 Operationsverstärkers kann wie folgt neu gezeichnet werden,

Nun nehmen wir an, die Spannung am Knoten 1 sei v. Wir wenden den Kirchhoffschen Stromgesetz am Knoten 1 an. Wir erhalten dann,