Характеристики на операционен усилвател

Операционен усилвател или оп амп, както обикновено се наричат, са линейни устройства, които могат да предоставят идеално DC увеличение. Те са фундаментално усилватели на напрежението, използвани с външни компоненти за обратна връзка като резистори или кондензатори. оп амп е устройство с три входа, един от които се нарича инвертиращ вход, друг – неинвертиращ вход, а последният е изход. По-долу е представена диаграма на типичен оп амп:

Както можете да видите от диаграмата, оп амп има три входа и изхода и два за захранване.
Преди да разберем операцията на оп амп, трябва да научим за характеристики на оп амп. Ще ги обясним по-долу:

Отворено контурно напрежение (A)

Отвореното контурно напрежение без обратна връзка за идеален оп амп е безкрайно. Но типичните стойности на отвореното контурно напрежение за реален оп амп са между 20,000 и 200,000. Нека входното напрежение бъде Vin. Нека A е отвореното контурно напрежение. Тогава изходното напрежение е Vout = AVin. Стойността на A обикновено е в указаната горе област, но за идеален оп амп, тя е безкрайна.

Входно съпротивление (Zin)

Входното съпротивление се дефинира като входното напрежение, делено на входния ток. Входното съпротивление на идеален оп амп е безкрайно. Тоест, няма ток, който протича в входния контур. Обачно, реалният оп амп има малко ток, който протича в входния контур, от няколко пикоампера до няколко милиампера.

Изходно съпротивление (Zout)

Изходното съпротивление се дефинира като отношението на изходното напрежение към входния ток. Изходното съпротивление на идеален оп амп е нула, обачно, реални оп амп имат изходно съпротивление от 10-20 кОм. Идеален оп амп се държи като перфектен източник на напрежение, доставящ ток без никакви вътрешни загуби. Вътрешното съпротивление намалява напрежението, налично за товара.

Честотен диапазон (BW)

Идеален оп амп има безкраен честотен диапазон, тоест може да усилва всички сигнали от DC до най-високите AC честоти без никакви загуби. Ето защо, идеален оп амп се счита, че има безкрайна честотна характеристика. В реалните оп амп, честотният диапазон е обикновено ограничен. Границата зависи от продукта на честотата и увеличението (GB). GB се дефинира като честотата, при която усилвателят достига единично увеличение.

Напрежение на офсет (Vio)

Напрежението на офсет за идеален оп амп е нула, което означава, че изходното напрежение ще бъде нула, ако разликата между инвертиращия и неинвертиращия вход е нула. Ако двата входа са заземени, изходното напрежение ще бъде нула. Но реални оп амп имат напрежение на офсет.

Коефициент на отхвърляне на обща мода (CMRR)

Общата мода се отнася до ситуацията, когато едно и също напрежение се прилага към инвертиращия и неинвертиращия вход на оп амп. Отхвърлянето на общата мода се отнася до способността на оп амп да отхвърля сигналите на общата мода. Сега сме в позиция да разберем термина коефициент на отхвърляне на общата мода.
Коефициентът на отхвърляне на общата мода се отнася до мярката за способността на оп амп да отхвърля сигналите на общата мода. Математически се дефинира като

Където, AD е диференциалното увеличение на оп амп, ∞ за идеален оп амп.
ACM се отнася до увеличението на общата мода на оп амп.
Коефициентът на отхвърляне на общата мода за идеален оп амп е ∞. Това означава, че той може да отхвърли всички сигнали на общата мода. Освен това, от формулата можем да видим, че AD е безкрайно за идеален оп амп, а ACM е нула. Следователно, коефициентът на отхвърляне на общата мода за идеален оп амп е безкрайно. Следователно, той ще отхвърли всеки сигнал, който е общ за двете.
Обачно, реални оп амп имат крайен коефициент на отхвърляне на общата мода и не отхвърлят всички сигнали на общата мода.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са