Elektronische Bauelemente: Open-Loop-Verstärker
Wie der Name schon sagt, eine der grundlegenden elektronischen Anwendungen eines Operationsverstärkers ist als Verstärker. Wenn Sie eine Eingangsquelle zu einem der Eingangsklemmen verbinden und den anderen Eingangsanschluss erden, wird eine verstärkte Version des Eingangssignals auf der Out-Anschluss.
Ein wichtiges Konzept in OP-Amp-Schaltungen Spannungsverstärkung, die einfach repräsentiert den Betrag, um den die Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen multipliziert wird, um die Ausgangsspannung zu erzeugen. Wenn die Eingangsspannungsdifferenz beträgt 2 V und die Ausgangsspannung 12 V, beispielsweise die Spannungsverstärkung des Verstärkers 6 ist.
Wenn Sie einfach nur ein Eingangssignal an den V-- Anschluss eines Operationsverstärkers anwenden, wird die Schaltung ein genannt Open-Loop-Verstärker.
In der Open-Loop-Operationsverstärker-Schaltung, die V+ Eingang mit Masse verbunden ist, und ein Eingangssignal auf der V platziert- Eingang. In dieser Anordnung wird die Spannung verstärkt ist die gleiche wie die Spannung der V- Eingang. Die Open-Loop-Op-Amp-Schaltung arbeitet für Wechsel- und Gleichstrom.
Die Spannungsverstärkung in einer offenen Schleife Op-Amp-Schaltung ist außerordentlich hoch - in der Größenordnung von zehn oder sogar Hunderttausende.
Nehmen wir an, Sie verwenden einen Operationsverstärker, dessen Open-Loop-Spannungsverstärkung ist 200.000 und dass die Stromversorgung 9 V. In diesem Fall wird eine Eingangsspannung von 0,000025 V führt zu einer Ausgangsspannung von 5 V. Eine Eingangsspannung von 0,00004 V werden Sie eine Ausgangsspannung von 8 V geben
Die Ausgangsspannung kann niemals die Versorgungsspannung überschreitet. In der Tat, in der Regel die maximale Ausgangsspannung beträgt etwa 1 V geringer als die Versorgungsspannung. Also, wenn Sie ein Paar von 9-V-Batterien verwenden eine 9-V-Stromversorgung zur Verfügung zu stellen, ist die maximale Ausgangsspannung 8 V
Als Ergebnis ist das, dass eine offene Schleife op-amp-Schaltung mit einer Leerlaufverstärkung von 200000 zuverlässig verstärken kann 0,00004 V. Wenn die Eingangsspannungsdifferenz ist jede größer als 0,00004 V wird der op amp gesagt sein gesättigt, und die Ausgangsspannung wird auf das Maximum gehen.
Egal, wie viel Geld Sie in einem Top-Qualität Voltmeter investiert, ist es nicht empfindlich genug, um zu messen Spannungen so klein. Physiker an der Cal Tech kann in der Lage sein, Spannungen, die Größe zu messen, aber für alle praktischen Zwecke, 0,00004 V ist die gleiche wie 0 V.
Als Ergebnis ist eine der grundlegenden Merkmale einer offenen Schleife op-amp-Schaltung, dass, wenn die Eingangsspannungsdifferenz etwas anderes als Null ist, wird der Operationsverstärker gesättigt, und die Ausgangsspannung wird derselbe an seinem Maximum ist. So dass, wenn die maximale Ausgangsspannung 8 V beträgt, wird der Ausgang eines der drei Spannungen sein: +8 V, 0 V oder -8 V.