Op Ampin ominaisuudet

Operaattori tai op-amp, kuten niitä yleensä kutsutaan, ovat lineaarisia laitteita, jotka voivat tarjota ideaalin jännitekerrointa. Ne ovat perustavanlaatuisesti jännitekerroinlaitteita, joita käytetään ulkoisten palautuskomponenttien, kuten vastusten tai kondensaattorien, kanssa. Op-amp on kolmijärjestelmällinen laite, jossa yksi järjestelmä on nimeämätön sisääntulo, toinen ei-nimeämätön sisääntulo ja viimeinen on ulostulo. Alla on kaavio tyypillisestä op-ampparista:

Kuten näet kaaviosta, op-ampilla on kolme järjestelmää sisääntulolle ja ulostulolle sekä kaksi järjestelmää sähkövoiman syöttölle.
Ennen kuin ymmärrämme op-ampin toiminnan, meidän täytyy oppia op-ampin ominaisuuksista. Selitämme ne yksi kerrallaan tänne:

Avaimen silmukan jännitekerroin (A)

Ideaalisen op-ampin avaimeen silmukkaan liittyvä jännitekerroin ilman palautusta on ääretön. Mutta todellisen op-ampin avaimeen silmukkaan liittyvän jännitekerroin arvot vaihtelevat 20 000:sta 200 000:een. Olkoon sisääntuleva jännite Vin. Olkoon A avaimen silmukan jännitekerroin. Tällöin ulostulovoltti on Vout = AVin. Arvon A on yleensä edellä mainitussa alueessa, mutta ideaalisen op-ampin tapauksessa se on ääretön.

Sisääntuloresistanssi (Zin)

Sisääntuloresistanssi määritellään sisääntulovoltin suhteen sisääntulovirtaan. Ideaalisen op-ampin sisääntuloresistanssi on ääretön. Se tarkoittaa, että sisääntyvään piiriin ei virtaa virtaa. Kuitenkin todellisessa op-ampissa sisääntulovirta on muutama pikoamperi tai muutama milliamperi.

Ulostuloresistanssi (Zout)

Ulostuloresistanssi määritellään ulostulovoltin suhteen sisääntulovirtaan. Ideaalisen op-ampin ulostuloresistanssi on nolla, mutta todelliset op-ampit ovat 10-20 kΩ. Ideaalinen op-ampi käyttäytyy täydellisenä jännitelähteenä, joka tuottaa virtaa ilman sisäisiä tappioita. Sisäinen resistanssi vähentää jännitettä, joka on saatavilla kuormalle.

Taajuusalue (BW)

Ideaalinen op-ampi on äärettömän taajuusalue, eli se voi kerätä mitä tahansa signaalia DC:stä korkeimpaan AC-taajuuteen ilman tappioita. Siksi ideaalista op-ampia sanotaan äärettömän taajuusvasteksi. Todellisissa op-ampieissa taajuusalue on yleensä rajattu. Rajaus riippuu kerrointataajuuden (GB) tuloksena. GB määritellään taajuudeksi, jossa vahvistin kerroin on yksi.

Vaiheerovirhe (Vio)

Ideaalisen op-ampin vaiheerovirhe on nolla, mikä tarkoittaa, että ulostulovoltti on nolla, jos inverting ja non-inverting terminaalien välillä oleva ero on nolla. Jos molemmat terminaalit on kytketty maahan, ulostulovoltti on nolla. Mutta todellisilla op-ampieilla on vaiheerovirhe.

Yhteinen tila hylkäämissuhde (CMRR)

Yhteinen tila viittaa tilanteeseen, jossa sama jännite on sovellettu sekä inverting- että non-inverting-terminaaliin op-ampiin. Yhteisen tilan hylkääminen viittaa op-ampin kykyyn hylätä yhteinen tilasignaali. Nyt olemme paikassa ymmärtää yhteisen tilan hylkäämissuhde.
Yhteisen tilan hylkäämissuhde viittaa op-ampin kykyyn hylätä yhteinen tilasignaali. Matemaattisesti se määritellään

Missä, AD on op-ampin differentiaalikerroin, ∞ ideaaliselle op-ampille.
ACM viittaa op-ampin yhteiseen tilakerroin.
Idealisen op-ampin CMRR on ∞. Se tarkoittaa, että se pystyy hylkäämään kaikki yhteiset tilasignaalit. Myös kaavasta näemme, että AD on ääretön idealiselle op-ampille ja ACM on nolla. Siksi idealisen op-ampin CMRR on ääretön. Siksi se hylkää kaikki signaalit, jotka ovat yhteisiä molemmille.
Kuitenkin todellisilla op-ampieilla on äärellinen CMRR, eikä ne hylkää kaikkia yhteisiä tilasignaaleja.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoa, jos on rikkominen lisenssiehtoja ole yhdistyksen poistaminen.