Elektronikk Komponenter: Den ideelle Op Amp - dummies

Hvis du leser om op ampere på nettet eller i en elektronikk bok, vil du uten tvil komme over begrepet ideell op amp. En ideell forsterker er en hypotetisk op amp med visse egenskaper som ekte forsterkere forsøker å oppnå. Real-ampere kommer svært nær den ideelle OP-ampen, men ingen forsterker oppnår faktisk perfeksjonen av en ideell op amp.

Avhengig av hvilken liste du leser, har en ideell op amp hvor som helst mellom to og syv egenskaper, hvorav de viktigste er

• Uendelig åpen sløyfe gevinst: Den åpne sløyfe gevinsten i en op amp er veldig stor - i rekkefølge av titalls eller til og med hundretusener. I en ideell forsterker er den åpne sløyfevinsten uendelig, noe som betyr at hvilken som helst spenningsforskjell på de to inngangsterminaler vil resultere i en uendelig spenning på utgangen.

  I ekte forsterkere er utgangsspenningen begrenset av strømforsyningsspenningen. Fordi utgangsspenningen ikke kan være uendelig, kan gevinsten heller ikke være uendelig.

• Uendelig inngangsimpedans: Impedans representerer en krets motstand mot strømmen, om strømmen er vekslende eller direkte. I en ideell forsterker er impedansen til de to inngangsterminalene uendelig, noe som betyr at ingen strøm går inn i forsterkeren fra inngangene. Inngangen er i stand til å se og reagere på spenningen, men at spenningen ikke klarer å skyve noen strøm inn i forsterkeren.

  Det som betyr i praksis er at op amp har ingen effekt på inngangsspenningen. I en faktisk OP-forsterker, lekker en liten mengde strøm - vanligvis noen få milliameter eller mindre - inn i forsterkers inngangskretser.

• Null utgangsimpedans: I en ideell forsterker har utgangskretsen null innvendig impedans, noe som betyr at spenningen fra utgangen er den samme uansett hvor mye last det er plassert på ved kretsen som utgangen er koblet til

  I virkeligheten har de fleste op ampere en utgangsimpedans på noen ohm, noe som betyr at den faktiske spenningen fra utgangsterminalen vil variere en liten mengde avhengig av belastningen som er koblet til utgangen.

• null offset spenning: offset spenning er mengden spenning ved utgangsterminalen når de to inngangene er nøyaktig de samme. Hvis du kobler begge innganger til jord, for eksempel, skal det være nøyaktig 0 V ved utgangen.

  I virkeligheten har ekte verdens forsterkere en svært liten spenning på utgangen, selv om begge innganger er jordet, koblet til hverandre, eller ikke koblet til noe i det hele tatt. For de fleste op ampere er denne offset spenningen bare noen få millivolt.

• Uendelig båndbredde: Begrepet båndbredde refererer til rekkevidden av vekselstrømfrekvenser innenfor hvilke en op amp kan nøyaktig forsterke. I en ideell forsterker har frekvensen av inngangssignalet ingen effekt på hvordan forsterkeren opptrer. I ekstreme forsterkere fungerer ikke forsterkeren godt over en viss frekvens - vanligvis noen få megahertz (millioner av sykluser per sekund).

Karakteristikkene oppsummeres ofte med følgende to "gyldne regler" på ampere:

1. Utgangen forsøker å gjøre det som er nødvendig for å gjøre spenningsforskjellen mellom inngangene null.

   Denne regelen, som bare gjelder for lukkede forsterkerkretser, betyr at tilbakemeldingen som sendes fra utgangen til inngangen, fører til at de to inngangsspenningene blir de samme.

2. Inngangen trekker ingen strøm.

   Denne regelen betyr at inngangsterminaler ser på spenningen plassert over dem, men ikke la strømmen strømme inn i forsterkeren.

Selv om ingen faktiske op amp er i stand til å leve opp til standardene for den ideelle op amp, de fleste kommer ganske nært. Nær nok, at du trygt kan designe en op amp-krets som om op ampsene var ideelle. Spesielt gjelder de to gyldne reglene: Tilbakemeldingen vil utjevne innspenningene, og op ampten trekker ingen strøm fra inngangen.