Versterkerkenmerken

Operationele versterkers of op amps zoals ze meestal worden genoemd, zijn lineaire apparaten die ideaal DC-versterking kunnen bieden. Ze zijn fundamenteel spanningsversterkende apparaten die gebruikt worden met externe feedbackcomponenten zoals weerstanden of condensatoren. Een op amp is een apparaat met drie terminals, waarvan één de inverterende ingang heet, de andere de niet-inverterende ingang en de laatste de uitgang. Hieronder staat een diagram van een typische op amp:

Zoals je kunt zien in het diagram, heeft de op amp drie terminals voor ingang en uitgang en twee voor de voeding.
Voordat we de werking van een op amp begrijpen, moeten we leren over de kenmerken van de op amp. We zullen ze hier een voor een uitleggen:

Openlus-spanningsversterking (A)

De openlus-spanningsversterking zonder enige feedback voor een ideale op amp is oneindig. Maar typische waarden van de openlus-spanningsversterking voor een echte op amp variëren van 20.000 tot 200.000. Laat de ingangsspanning Vin zijn. Laat A de openlus-spanningsversterking zijn. Dan is de uitgangsspanning Vout = AVin. De waarde van A ligt meestal binnen het bovengenoemde bereik, maar voor een ideale op amp is het oneindig.

Ingaande impedantie (Zin)

Ingaande impedantie wordt gedefinieerd als de ingangsspanning gedeeld door de ingangsstroom. De ingaande impedantie van een ideale op amp is oneindig. Dat betekent dat er geen stroom door het ingangscircuit loopt. Echter, een echte op amp heeft een bepaalde stroom in het ingangscircuit, variërend van enkele pico-amps tot enkele milli-amps.

Uitgaande impedantie (Zout)

Uitgaande impedantie wordt gedefinieerd als het verhouding van de uitgangsspanning tot de ingangsstroom. De uitgaande impedantie van een ideale op amp is nul, echter, echte op amps hebben een uitgaande impedantie van 10-20 kΩ. Een ideale op amp gedraagt zich als een perfecte spanningsbron die stroom levert zonder interne verliezen. De interne weerstand verminderen de spanning beschikbaar voor de belasting.

Bandbreedte (BW)

Een ideale op amp heeft een oneindige bandbreedte, wat betekent dat hij elk signaal kan versterken van DC tot de hoogste AC-frequenties zonder enige verliezen. Dus heeft een ideale op amp een oneindige frequentierespons. Bij echte op amps is de bandbreedte meestal beperkt. De limiet hangt af van het product van de versterkingsbandbreedte (GB). GB wordt gedefinieerd als de frequentie waarbij de versterking van de versterker één wordt.

Offset-spanning (Vio)

De offset-spanning van een ideale op amp is nul, wat betekent dat de uitgangsspanning nul zal zijn als het verschil tussen de inverterende en niet-inverterende terminal nul is. Als beide terminals zijn aangesloten op de massa, zal de uitgangsspanning nul zijn. Echte op amps hebben echter een offset-spanning.

Gemeenschappelijke modusreductieratio (CMRR)

Gemeenschappelijke modus verwijst naar de situatie wanneer dezelfde spanning wordt toegepast op zowel de inverterende als de niet-inverterende terminal van de op amp. De gemeenschappelijke modusreductie verwijst naar de mogelijkheid van de op amp om het gemeenschappelijke modussignaal te negeren. Nu zijn we in staat om de term gemeenschappelijke modusreductieratio te begrijpen.
De gemeenschappelijke modusreductieratio verwijst naar de mate waarin de op amp in staat is het gemeenschappelijke modussignaal te negeren. Wiskundig wordt het gedefinieerd als

Waarbij, AD de differentiële versterking van de op amp is, ∞ voor een ideale op amp.
ACM verwijst naar de gemeenschappelijke modusversterking van de op-amp.
De CMRR van een ideale op amp is ∞. Dat betekent dat het in staat is alle gemeenschappelijke modussignalen te negeren. Ook uit de formule kunnen we zien dat AD oneindig is voor een ideale op amp en ACM nul is. Daarom is de CMRR van een ideale op-amp oneindig. Daarom zal het elk signaal negeren dat gemeenschappelijk is aan beide.
Echter, echte op amps hebben een eindige CMRR en negeren niet alle gemeenschappelijke modussignalen.

Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, indien er sprake is van schending van auteursrechten neem dan contact op voor verwijdering.