Elektronik Komponenter: Den Ideelle Op Amp - dummier

Hvis du læser om op ampere på nettet eller i en elektronik bog, vil du uden tvivl komme på tværs af udtrykket ideel op amp. En ideel op amp er en hypotetisk op amp med visse egenskaber, som real-ampere stræber efter at opnå. Real op ampere kommer meget tæt på den ideelle op amp, men ingen op amp i eksistens faktisk opnår perfektion af en ideel op amp.

Afhængig af hvilken liste du læser, har en ideel op amp overalt mellem to og syv egenskaber, hvoraf de vigtigste er

• Uendelig åben loop gain: Den åbne loop gain i en op amp er meget stor - i størrelsesordenen titus eller endda hundredtusinder. I en ideel op amp er den åbne loop gain uendelig, hvilket betyder at enhver spændingsforskel på de to indgangsterminaler vil resultere i en uendelig spænding på udgangen.

  I ægte op ampere er udgangsspændingen begrænset af strømforsyningsspændingen. Fordi outputspændingen ikke kan være uendelig, kan gevinsten heller ikke være uendelig.

• Uendelig indgangsimpedans: Impedans repræsenterer et kredsløbs modstand mod strømmen, om strømmen er skiftevis eller direkte. I en ideel op amp er impedansen af ​​de to indgangsterminaler uendelig, hvilket betyder at ingen strøm går ind i op amp fra indgangene. Indgangene er i stand til at se og reagere på spændingen, men den spænding er ikke i stand til at skubbe nogen strøm ind i op amp.

  Hvad det betyder i praksis er, at op amp har ingen effekt på indgangsspændingen. I en faktisk op amp, lækker en lille mængde strøm - normalt nogle få milliampere eller mindre - ind i op amp'ens indgangskredsløb.

• Nul udgangsimpedans: I en ideel op amp har udgangskredsløbet nul intern impedans, hvilket betyder, at spændingen fra udgangen er den samme uanset mængden af ​​belastning, der er anbragt på det af kredsløbet, til hvilket udgangen er tilsluttet.

  I virkeligheden har de fleste op ampere en outputimpedans på nogle ohm, hvilket betyder, at den faktiske spænding, der ydes af udgangsterminalen, vil variere en lille mængde afhængig af belastningen forbundet med udgangen.

• Nul offset spænding: offset spænding er mængden af ​​spænding ved udgangsterminalen, når de to indgange er nøjagtigt ens. Hvis du tilslutter begge indgange til jord, skal der for eksempel være nøjagtigt 0 V ved udgangen.

  I virkeligheden har real-world op ampere en meget lille spænding på udgangen, selv når begge indgange er jordforbundne, forbundet til hinanden eller ikke forbundet med noget overhovedet. For de fleste op ampere er denne forskydningsspænding kun få millivolts.

• Uendelig båndbredde: Udtrykket båndbredde henviser til rækkevidden af ​​vekselstrømfrekvenser, inden for hvilke en op amp kan præcist forstærke. I en ideel op amp har frekvensen af ​​indgangssignalet ingen effekt på, hvordan op amp forstår. I real-world ampere virker op amp ikke godt over en vis frekvens - typisk et par megahertz (millioner cykler per sekund).

Karakteristika opsummeres ofte med følgende to "gyldne regler" på ampere:

1. Udgangen forsøger at gøre det, der er nødvendigt for at gøre spændingsforskellen mellem indgangene nul.

   Denne regel, som kun gælder for lukket kredsløbsforstærkerkredsløb, betyder, at tilbagemeldingen sendt fra udgangen til indgangen får de to indgangsspændinger til at blive de samme.

2. Indgangen trækker ingen strøm.

   Denne regel betyder, at indgangsterminalerne ser på spændingen placeret over dem, men lad ikke nogen strøm strømme ind i op amp.

Selvom ingen faktiske op amp er i stand til at leve op til standarderne for den ideelle op amp, de fleste kommer temmelig tæt. Faktisk nok, at du sikkert kan designe et op amp kredsløb som om op ampere var ideelle. Især gælder de to gyldne regler: Tilbagemeldingen vil udligne indgangsspændingerne, og op ampten trækker ingen strøm fra input.