Jak udržují ideální vlastnosti operačního zesilovače potenciální rozdíl mezi 2 vstupními terminály na 0, když je stanovena negativní zpětná vazba?


Odpověď 1:

Představte si jednoduchou zpětnou vazbu: neinvertující terminál našeho ideálního operační zesilovače je uzemněn, 1K rezistor je připojen od vstupního signálu k invertujícímu vstupu a 1K rezistor je připojen z výstupu zpět k invertujícímu terminálu, čímž se vytváří smyčka negativní zpětné vazby. Standardní teorie zpětné vazby to uznává jako signálový měnič se ziskem -1. Takto to funguje. Předpokládejme, že na vstupní odpor je přiveden signál + 1V. Pokud by výstupní napětí zůstalo na nule, znamenalo by to to, že by na invertující vstup byl signál 0,5V. Protože ideální operační zesilovač má nekonečný zisk, tento vstup pohání výstupní terminál silně v záporném směru, dokud nedosáhne přesně -1V. V tomto bodě dělič rezistoru 1: 1 se vstupem + 1V a výstupem -1V způsobí, že napětí na invertujícím vstupu dosáhne nuly a výstup se v tomto bodě usadí. Jakékoli jiné výstupní napětí bude mít za následek zesílení zesílení „chybového napětí“ na jeho vstupu, dokud se výstup neuspokojí na -1V a chybové napětí nezmizí. Skutečné operační zesilovače mají velmi vysoký zisk, takže existují malé vstupní zbytky, jak je uvedeno v jiných odpovědích, ale malé zbytky mohou být zanedbávány pro frekvence dobře v rámci své šířky pásma.


Odpověď 2:

Výstupní napětí Op-Amp je rozdíl mezi dvěma vstupy (V + - V-) vynásobený ziskem (A). Pro dané výstupní napětí (Vo) je diferenciální vstupní napětí Vo / A. V ideálním zesilovači je dopředný zisk A nekonečný, proto rozdíl (V + - V-) je Vo / nekonečno = 0.

V reálném zesilovači je dopředný zisk konečný, takže existuje rozdíl napětí. Ve většině případů je to 1E-5 nebo méně výstupního napětí, ale pokud pracujete na vysokých frekvencích, takže zisk zesilovače je malý, pak může být diferenciální napětí mnohem větší (např. Pokud máte zesilovač) s produktem šířky pásma zesílení 1E6 a pracujete při 100 kHz, pak se dopředný zisk zesilovače bude pohybovat kolem 10, takže diferenciální vstupní napětí bude přibližně 10% výstupního napětí. bude ~ 0,001%)


Odpověď 3:

Výstupní napětí Op-Amp je rozdíl mezi dvěma vstupy (V + - V-) vynásobený ziskem (A). Pro dané výstupní napětí (Vo) je diferenciální vstupní napětí Vo / A. V ideálním zesilovači je dopředný zisk A nekonečný, proto rozdíl (V + - V-) je Vo / nekonečno = 0.

V reálném zesilovači je dopředný zisk konečný, takže existuje rozdíl napětí. Ve většině případů je to 1E-5 nebo méně výstupního napětí, ale pokud pracujete na vysokých frekvencích, takže zisk zesilovače je malý, pak může být diferenciální napětí mnohem větší (např. Pokud máte zesilovač) s produktem šířky pásma zesílení 1E6 a pracujete při 100 kHz, pak se dopředný zisk zesilovače bude pohybovat kolem 10, takže diferenciální vstupní napětí bude přibližně 10% výstupního napětí. bude ~ 0,001%)