ベストアンサー
これが私のレベル3の研究の一部です。
オペアンプで–12vと+ 12vの2つの入力がある場合のオペアンプ回路。オペアンプの出力は電源によって制限されているため、電源が投入されている以上の出力を出すことはできません。この場合、オペアンプは理想的な状況で24Vppしか出力できません。しかし実際には、オペアンプはおそらく24Vppほど正確に出力することはできません。出力がこれ以上大きくならないポイントは飽和ポイントと呼ばれます。
オペアンプのゲインを制御するために、この回路で使用されるフィードバック抵抗があります。フィードバック抵抗なしでオペアンプに信号を入力するだけの場合、+ピンと–ピンの間の電圧差を増幅するため、電源レールで飽和します。これは、理想的なオペアンプのゲインが無限大であるためです。 （実際には、ゲインは無限ではありませんが、それでも非常に高いです）。したがって、フィードバックは入力からの増幅された出力の一部となるため、ゲインは、制御が難しい開ループゲインではなく、はるかに予測可能なフィードバックによってはるかに制約されます。したがって、フィードバックは次の目的で使用されます。
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オペアンプの電圧を定義します。 （ゲインを制御するため）
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入力信号に反対または減算することで、制御システムの設計と安定化に多くの利点があります
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システム出力が何らかの理由で変化した場合、負のフィードバックは変化を打ち消すような方法で入力に影響を与えます。
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歪みを減らす効果があり、ノイズ、外部変化に対する感度、およびシステム帯域幅と入力および出力インピーダンスの改善。
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電圧ゲインを低減します。
結論としてこの回路に使用できる最大入力電圧がR2（100KΩ）およびR1（1kΩ）であるため、入力が+12および-12ボルトで、所定の電圧ゲインが100（Av = R2 / R1）のオペアンプは120Mvpであり、理想的な状況で最大12vpの出力が得られます（実際には、741のようなオペアンプの場合、最大入力電圧は約110Mvpであり、最大出力値は約22Vppになります）。したがって、200mvpを適用すると、この入力の必要な出力は12ボルトのVccを超える20vpになるため、オペアンプの出力は飽和状態になります。
歪みは、のゲインを上げるときにも発生する可能性があります。ゲイン帯域幅積（GBP）により、オペアンプの帯域幅（周波数）が低下するオペアンプ。これらのパラメータの1つを変更する場合は、帯域幅またはゲインが変更されると歪みが発生する可能性があるため、他のパラメータを確認する必要があります。
回答
これに答えるために、いくつかの理想的な仮定を行うため（したがって、非理想的なオペアンプにはいくつかの理想的な特性があります）。手始めに、
- 出力は-10Vから+ 15Vまでスイングできると仮定します。
- 入力は-10Vから+ 15Vまでの任意の電位にすることができます。 + 15V、および
- 開ループゲインは、上記の動作制限の下で一定です。
これらの条件を満たす物理的に信頼できるオペアンプはありませんが、 rail-to-rail 入力と出力を備えた最高のオペアンプは非常に接近しています。
次に、オペアンプは 差動