Nejlepší odpověď
Zde je něco z mých studií úrovně 3 ..
Na op – obvod zesilovače za předpokladu, že máme dva vstupy -12v a +12v. Výstup operačního zesilovače je omezen napájecím zdrojem, nemůžeme se dostat ven více, než dodává zdroj. V tomto případě může operační zesilovač vydávat pouze 24Vpp v ideální situaci. Ale v praxi operační zesilovač pravděpodobně nebude schopen vydat přesně tolik jako 24Vpp. Bod, ve kterém se výstup nemůže zvětšit, se nazývá bod nasycení.
V tomto obvodu se používá zpětnovazební rezistor pro ovládání zesílení operačního zesilovače. Pokud byste jednoduše vložili signály do operačního zesilovače bez zpětnovazebního rezistoru, nasytilo by se to na napájecích kolejnicích, protože zesiluje rozdíl napětí mezi piny + a -. Je to proto, že ideální operační zesilovač má nekonečný zisk. (Ve skutečnosti zisk není nekonečný, ale stále velmi vysoký). Zpětná vazba tedy přebírá část zesíleného výstupu ze vstupu, takže zisk je mnohem více omezen zpětnou vazbou, která je mnohem předvídatelnější než zisk otevřené smyčky, který je těžší kontrolovat. Zpětná vazba je tedy zvyklá na:
·
Definujte, jaké bude napětí operačních zesilovačů. (Pro ovládání zesílení)
·
Odporuje nebo odečítá od vstupních signálů, což mu dává mnoho výhod při návrhu a stabilizaci řídicích systémů.
·
Pokud se výstup systému z jakéhokoli důvodu změní, pak negativní zpětná vazba ovlivní vstup takovým způsobem, aby se změně zabránilo.
·
Mají účinky na snížení zkreslení, šum, citlivost na vnější změny a také zlepšení šířky pásma systému a vstupní a výstupní impedance.
·
Snižuje zisk napětí.
Na závěr, pokud máme operační zesilovač se vstupy +12 a -12 voltů s daným napěťovým ziskem 100 (Av = R2 / R1) z důvodu maximálního vstupního napětí R2 (100KΩ) a R1 (1kΩ), které bychom mohli pro tento obvod použít je 120Mvp, což by nám v ideální situaci poskytlo maximum 12vp výstupu (ve skutečnosti pro operační zesilovač jako 741 by maximální vstupní napětí bylo kolem 110Mvp, což by vám poskytlo maximální výstupní hodnotu kolem 22Vpp). Takže pokud použijete 200mvp, výstup op – zesilovače přejde do sytosti, protože požadovaný výstup tohoto vstupu bude 20vp, což překročí Vcc 12 voltů.
K zkreslení může dojít také při zvýšení zisku operační zesilovač, protože snižuje šířku pásma (frekvenci) operačního zesilovače kvůli produktu šířky pásma zisku (GBP). Relativně, když měníte jeden z těchto parametrů, musíte zkontrolovat druhý, protože by to mohlo potenciálně způsobit zkreslení při změně šířky pásma nebo zesílení.
Odpovědět
Chcete-li na to odpovědět, máme udělat několik idealizujících předpokladů (takže náš neideální operační zesilovač má některé ideální vlastnosti). Pro začátečníky předpokládám, že
- Výstup se může pohybovat úplně od -10V do +15V,
- Vstupy mohou být na jakémkoli potenciálu mezi -10V a + 15 V a
- Zisk otevřené smyčky je při výše uvedených provozních mezích konstantní.
Žádný fyzicky spolehlivý operační zesilovač tyto podmínky nesplňuje, i když některé z nejlepší operační zesilovače s vstupy rail-to-rail a výstupy se velmi blíží.
Dále si pamatujeme, že operační zesilovače jsou diferenciální zesilovače : výstup se rovná zisku otevřené smyčky vynásobenému potenciálem rozdíl mezi invertujícími a neinvertujícími vstupy, nikoli na absolutním potenciálu na žádném vstupu (pokud potenciál na kterémkoli vstupu nepřesahuje napájecí kolejnice):
Vout = Aol * Vdif.
Pokud jsou oba vstupy ar e při stejných potenciálech je výstupní napětí 0V. Předpokládejme tedy, že oba vstupy jsou při -10V. abychom dostali výstup na + 15V, musíme zvýšit neinvertující vstup o 15/20000 = 750uV (na -9,99925V). Pokud místo toho necháme neinvertující vstup na -10V, můžeme získat výstup -10V zvýšením invertujícího vstupu o 10/20000 = 500uV (na -9,9995V).
V opačném případě, pokud jsou oba vstupy jsou na + 15V, výstup bude na 0V. V tomto případě, abychom dostali výstup na + 15V, musíme snížit invertující vstup o 750uV (na 14,99925V) a abychom dostali výstup -10V, nechali bychom invertující vstup na + 15V a neinvertující vstup propadli o 500uV (do 14,9995V).
Na tuto otázku lze odpovědět jinými způsoby, zejména pokud se používá skutečný operační zesilovač. V praxi zřídka používáme operační zesilovače v otevřené smyčce, zejména proto, že zisk otevřené smyčky není nikdy konstantní. Je mnohem praktičtější použít uzavřené smyčky s negativní zpětnou vazbou k dosažení stabilního zisku.