Operācijas veicinātāja īpašības

Operacionālie pastiprinātāji vai op pastiprinātāji, kā tos parasti sauc, ir lineāri ierīces, kas var sniegt ideālu DC pastiprinājumu. Tie ir būtībā sprieguma pastiprināšanas ierīces, kas izmantojas ar ārējiem atgriezības komponentiem, piemēram, prečuļiem vai kapasitatoriem. Op pastiprinātājs ir trīspoligā ierīce, ar vienu polu, ko sauc par inverso ieieti, otru — neinverso ieieti, un pēdējo — izieti. Zemāk redzams tipiska op pastiprinātāja shēma:

Kā jūs varat redzēt no shēmas, op pastiprinātājam ir trīs poli ieietim un izietim un divi elektroapgādes poli.
Pirms mēs saprotam, kā darbojas op pastiprinātājs, mums jāizmācās par op pastiprinātāja īpašībām. Mēs tās aplūkosim vienai pēc otras:

Atvērtās konturas sprieguma pastiprinājums(A)

Ideālā op pastiprinātāja atvērtās konturas sprieguma pastiprinājums bez jebkādas atgriezības ir bezgalīgs. Tomēr reāla op pastiprinātāja tipiskās vērtības atvērtajam sprieguma pastiprinājumam ir no 20 000 līdz 200 000. Pieņemsim, ka ieietā spriegums ir Vin. Pieņemsim, ka A ir atvērtās konturas sprieguma pastiprinājums. Tad izietais spriegums ir Vout = AVin. Tipiski a vērtība atrodas minētajā diapazonā, bet ideālam op pastiprinātājam tā ir bezgalīga.

Ieejas impedancija(Zin)

Ieejas impedanciju definē kā ieejas spriegumu, dalītu ar ieejas strāvu. Ideālā op pastiprinātāja ieejas impedancija ir bezgalīga. Tas nozīmē, ka ieejas šķērsē nav strāvas. Tomēr reāls op pastiprinātājs ieejas šķērsē ir dažas pikostroumas līdz dažām milliamperēm liela strāva.

Izietās impedancija (Zout)

Izietās impedanciju definē kā attiecību starp izietā sprieguma un ieejas strāvas. Ideālā op pastiprinātāja izietās impedancija ir nulle, tomēr reāliem op pastiprinātājiem izietās impedancija ir 10–20 kΩ. Ideāls op pastiprinātājs uzvedas kā perfekts sprieguma avots, nododot strāvu bez iekšējām zudējumiem. Iekšējā prečuļa samazina pieejamo spriegumu slodzei.

Frekvenču diapazons(BW)

Ideālā op pastiprinātāja frekvenču diapazons ir bezgalīgs, tas nozīmē, ka tas var pastiprināt jebkuru signālu no DC līdz augstākajiem AC frekvenču apgabaliem bez zudējumiem. Tādēļ, ideālam op pastiprinātājam tiek teikts, ka tam ir bezgalīga frekvenču atbilde. Reālos op pastiprinātājos frekvenču diapazons parasti ir ierobežots. Robeža atkarīga no pastiprinājuma frekvenču (GB) produkta. GB definē kā frekvenci, kurā pastiprinātāja pastiprinājums kļūst vienāds ar vienu.

Noklusējuma spriegums(Vio)

Ideālā op pastiprinātāja noklusējuma spriegums ir nulle, tas nozīmē, ka izietais spriegums būs nulle, ja inversā un neinversā termināļa starpība ir nulle. Ja abi termināļi tiek piesaistīti zemes potenciālam, izietais spriegums būs nulle. Tomēr reāliem op pastiprinātājiem ir noklusējuma spriegums.

Kopīgās modes noraidījuma attiecība(CMRR)

Kopīgā mode nozīmē situāciju, kad abiem inversajiem un neinversajiem termināļiem tiek piestiprināts viens un tas pats spriegums. Kopīgās modes noraidīšana attiecas uz op pastiprinātāja spēju noraidīt kopīgo modes signālu. Tagad mēs esam gatavi saprast termiņu "kopīgās modes noraidījuma attiecība".
Kopīgās modes noraidījuma attiecība ir mērs, kas raksturo op pastiprinātāja spēju noraidīt kopīgo modes signālu. Matemātiski to definē kā

Kur, AD ir op pastiprinātāja diferenciālais pastiprinājums, ∞ ideālam op pastiprinātājam.
ACM attiecas uz kopīgās modes pastiprinājumu op pastiprinātājam.
Ideālā op pastiprinātāja CMRR ir ∞. Tas nozīmē, ka tas spēj noraidīt visus kopīgos modes signālus. Arī no formulas mēs varam redzēt, ka AD ir bezgalīgs ideālam op pastiprinātājam un ACM ir nulle. Tādējādi ideālā op pastiprinātāja CMRR ir bezgalīgs. Tādēļ tas noraidīs jebkuru signālu, kas ir kopīgs abiem.
Tomēr, reālie op pastiprinātāji ir ar ierobežoto CMRR un neatcer visus kopīgos modes signālus.

Declarācija: Cienīsim originālo, labas raksti vērts koplietot, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai dzēstu.