Paras vastaus
Tässä on jotain tason 3 tutkimuksistani.
Op – vahvistinpiiri edellyttäen, että meillä on kaksi tuloa -12v ja + 12v. Virtalähde rajoittaa op – amp: n tehoa, emme voi päästä ulos enemmän kuin virtalähde syöttää. Tässä tapauksessa op – amp voi antaa 24 Vpp: n vain ihanteellisessa tilanteessa. Mutta käytännössä op-vahvistin ei todennäköisesti pysty asettamaan tarkalleen yhtä paljon kuin 24 Vpp. Pistettä, josta lähtö ei voi muuttua suuremmaksi, kutsutaan kyllästyspisteeksi.
Op – amp: n vahvistuksen ohjaamiseksi tässä piirissä käytetään takaisinkytkentävastusta. Jos syötät vain signaaleja op-amp: iin ilman takaisinkytkentävastusta, se kyllästyy syöttökiskoilla, kun se vahvistaa jännite-eroa + ja – nastojen välillä. Tämä johtuu siitä, että ihanteellisella op-vahvistimella on ääretön voitto. (Todellisuudessa voitto ei ole loputon, mutta on silti erittäin suuri). Joten palaute ottaa osan vahvistetusta ulostulosta tulosta siten, että vahvistusta rajoittaa paljon enemmän palaute, joka on paljon ennakoitavampi kuin avoimen silmukan vahvistus, jota on vaikeampi hallita. Joten palautetta käytetään:
·
Määritä op-ampeerin jännite. (Vahvistuksen hallitsemiseksi)
·
Vastustaa tai vähentää tulosignaaleja antaen sille monia etuja ohjausjärjestelmien suunnittelussa ja vakauttamisessa
·
Jos järjestelmän ulostulo muuttuu jostain syystä, negatiivinen palaute vaikuttaa tuloon tavalla, joka torjuu muutoksen.
·
Vaikutukset vähentävät vääristymiä, melu, herkkyys ulkoisille muutoksille sekä järjestelmän kaistanleveyden sekä tulo- ja lähtöimpedanssien parantaminen.
·
Vähentää jännitteen vahvistusta.
Lopuksi, jos meillä on op-vahvistin, jonka tulot ovat +12 ja -12 volttia annetulla jännitevahvistuksella 100 (Av = R2 / R1), koska R2 (100KΩ) ja R1 (1kΩ) ovat suurin tulojännite, jota voisimme käyttää tähän piiriin on 120 Mvp, mikä antaisi meille maksimilähtöä 12 Vp: n ihanteellisessa tilanteessa (Todellisuudessa op – amp: n, kuten 741, suurin tulojännite olisi noin 110 Mvp, mikä antaisi sinulle maksimilähtöarvon noin 22 Vpp). Joten jos käytät 200mvp: tä, op-amp-ulostulo siirtyy kylläisyydelle, koska tämän tulon vaadittu lähtö olisi 20vp, joka ylittää 12 voltin Vcc: n.
Vääristymä voi tapahtua myös lisäämällä op – amp, koska se vähentää op – amp: n kaistanleveyttä (taajuutta) vahvistuksen kaistanleveystuotteen (GBP) takia. Suhteellisesti, kun muutat yhtä näistä parametreista, sinun on tarkistettava toinen, koska se voi aiheuttaa vääristymiä, kun kaistanleveys tai vahvistus muuttuu.
Vastaa
Vastaamme tähän tehdä joitain idealisoivia oletuksia (joten ei-ihanteellisella op-vahvistimellamme on joitain ihanteellisia ominaisuuksia). Ensinnäkin, oletan, että
- lähtö voi kääntyä aina -10 V: sta + 15 V: een,
- tulot voivat olla missä tahansa potentiaalissa välillä -10 V ja + 15 V ja
- avoimen silmukan vahvistus on vakio yllä mainituissa käyttörajoissa.
Mikään fyysisesti luotettava op-vahvistin ei täytä näitä ehtoja, vaikka osa parhaat op-vahvistimet kisko-kisko -tuloilla ja lähdöt tulevat hyvin lähelle.
Seuraavaksi muistetaan, että op-vahvistimet ovat ero vahvistimet : lähtö on yhtä suuri kuin avoimen silmukan vahvistus kerrottuna potentiaalilla ero käänteisten ja ei-invertoivien tulojen välillä, ei kummankin tulon absoluuttisissa potentiaaleissa (kunhan molempien tulojen potentiaali ei ylitä syöttökiskoja):
Vout = Aol * Vdif.
Jos molemmat tulot ovat ar e yhtä suurilla potentiaaleilla, lähtöjännite on 0 V. Oletetaan siis ensin, että molemmat tulot ovat -10 V: n jännitteellä. jotta lähtö saadaan + 15 V: ksi, meidän on nostettava ei-invertoiva tulo arvolla 15/20000 = 750uV (arvoon -9.99925V). Jos sen sijaan jätimme ei-invertoivan tulon arvoon -10 V, voimme saada -10 V: n ulostulon nostamalla invertoivan tulon arvolla 10/20000 = 500uV (arvoon -9.9995V).
LIkewise, jos molemmat tulot ovat + 15 V, lähtö on 0 V. Tässä tapauksessa lähdön saamiseksi + 15 V: ksi meidän on laskettava kääntyvä tulo 750 uV: lla (arvoon 1499925 V), ja -10 V: n ulostulon saamiseksi jätämme käänteisen tulon + 15 V: iin ja pudotamme ei-invertoivan tulon 500uV (arvoon 14.9995V).
Tähän kysymykseen voidaan vastata muilla tavoilla, varsinkin jos käytetään todellista op-amp-vahvistinta. Käytännössä käytämme harvoin op-vahvistimia avoimessa silmukassa, varsinkin koska avoimen silmukan vahvistus ei ole koskaan vakio. Paljon käytännöllisempää on käyttää suljetun piirin negatiivista palautetta vakaan vahvistuksen saavuttamiseksi.