Operasjonsforsterkerens egenskaper

Operasjonsforsterker eller op-amps, som de vanligvis kalles, er lineære enheter som kan gi ideell DC-forsterkning. De er grunnleggende spenningforsterkende enheter brukt med eksterne tilbakekopplingskomponenter som motstander eller kondensatorer. En op-amp er en trefaset enhet, med én fase kalt inverterende inngang, den andre ikke-inverterende inngang og den siste utgang. Nedenfor er et diagram over en typisk op-amp:

Som du kan se fra diagrammet, har op-amp tre faser for inngang og utgang og to for strømforsyning.
Før vi forstår arbeidet med en op-amp, må vi lære om op-amp karakteristika av en op-amp. Vi vil forklare dem en etter en her:

Åpen sløyfe spenningforsterkning (A)

Den åpne sløyfe spenningforsterkningen uten noen tilbakekoppling for en ideell op-amp er uendelig. Men typiske verdier for åpen sløyfe spenningforsterkning for en reell op-amp ligger mellom 20 000 og 200 000. La inngangsspenningen være Vin. La A være den åpne sløyfe spenningforsterkningen. Da er utgangsspenningen Vout = AVin. Verdien av A er vanligvis i det angitte området, men for en ideell op-amp er den uendelig.

Inngangsimpedans (Zin)

Inngangsimpedansen defineres som inngangsspenningen delt på inngangsstrømmen. Inngangsimpedansen til en ideell op-amp er uendelig. Det betyr at det ikke er noen strøm som flyter i inngangskretsen. Imidlertid har en reell op-amp en viss strøm i inngangskretsen, på størrelseordnen få pikokulomb til flere milliampere.

Utgangsimpedans (Zout)

Utgangsimpedansen defineres som forholdet mellom utgangsspenningen og inngangsstrømmen. Utgangsimpedansen til en ideell op-amp er null, imidlertid har reelle op-amps en utgangsimpedans på 10-20 kΩ. En ideell op-amp oppfører seg som en perfekt spenningskilde som leverer strøm uten noen interne tap. Den interne motstand reduserer spenningen som er tilgjengelig for belastningen.

Båndbredde (BW)

En ideell op-amp har ubegrenset båndbredde, det vil si at den kan forsterke alle signaler fra DC til de høyeste AC-frekvensene uten noen tap. Derfor sies det at en ideell op-amp har ubegrenset frekvensrespons. I reelle op-amps er båndbredden vanligvis begrenset. Begrensningen avhenger av forsterknings-båndbredde (GB) produktet. GB defineres som frekvensen der forsterkerens forsterkning blir enhetlig.

Offset-spenning (Vio)

Offset-spenningen til en ideell op-amp er null, noe som betyr at utgangsspenningen vil være null hvis forskjellen mellom inverterende og ikke-inverterende terminal er null. Hvis begge terminalene er jordet, vil utgangsspenningen være null. Men reelle op-amps har en offset-spenning.

Vanlig modus avvisningsforhold (CMRR)

Vanlig modus refererer til situasjonen når samme spenning er anvendt på både inverterende og ikke-inverterende terminalen av op-amp. Vanlig modus avvisning refererer til evnen til op-ampen til å forkaste det vanlige modus-signalet. Nå er vi i stand til å forstå termen vanlig modus avvisningsforhold.
Vanlig modus avvisningsforhold refererer til måten op-ampen kan forkaste det vanlige modus-signalet på. Matematisk defineres det som

Hvor, AD er den differensielle forsterkningen av op-ampen, ∞ for en ideell op-amp.
ACM refererer til den vanlige modus-forsterkningen av op-ampen.
CMRR-en til en ideell op-amp er ∞. Dette betyr at den kan forkaste alle vanlige modus-signaler. Også fra formelen kan vi se at AD er uendelig for en ideell op-amp og ACM er null. Dermed er CMRR-en til en ideell op-amp uendelig. Dermed vil den forkaste ethvert signal som er felles for begge.
Imidlertid har reelle op-amps endelig CMRR, og forkaster ikke alle vanlige modus-signaler.

Erklæring: Respekter originalen, gode artikler fortjener deling, ved overtredelse kontakt oss for sletting.