چگونه خواص ایده آل یک تقویت کننده عملیاتی هنگام ایجاد بازخورد منفی ، اختلاف پتانسیل بین 2 اتصال ورودی را در 0 حفظ می کند؟


پاسخ 1:

یک شبکه بازخورد ساده را تصور کنید: اتصال غیر برعکس کننده تقویت کننده عملیاتی ایده آل ما به صورت زمینی است ، یک مقاومت 1K از سیگنال ورودی به ورودی معکوس متصل می شود و یک مقاومت 1K از خروجی به برگشت به اتصال معکوس متصل می شود و یک حلقه بازخورد منفی ایجاد می کند. نظریه بازخورد استاندارد این موضوع را به عنوان یک اینورتر سیگنال با افزایش -1 به رسمیت می شناسد. در اینجا نحوه عملکرد آن فرض شده است: فرض کنید یک سیگنال + 1V روی مقاومت ورودی اعمال می شود. اگر ولتاژ خروجی صفر باقی بماند ، این یک سیگنال 0.5 ولت به ورودی معکوس اعمال می کند. از آنجا که تقویت کننده عملیاتی ایده آل دارای سود بی نهایت است ، این ورودی اتصال خروجی را به شدت در جهت منفی هدایت می کند تا اینکه دقیقاً به -1 ولت برسد. در این مرحله ، تقسیم کننده مقاومت 1: 1 با ورودی 1 ولت و خروجی -1 ولت باعث می شود ولتاژ ورودی ورودی معکوس به صفر برسد و خروجی در این نقطه تنظیم شود. هر ولتاژ خروجی دیگر باعث می شود تقویت کننده عملیاتی "ولتاژ خطا" را در ورودی خود تقویت کند تا زمانی که خروجی در -1 ولت تنظیم شود و ولتاژ خطا صفر باشد. تقویت کننده های عملیاتی واقعی از مزیت بالایی برخوردار هستند ، بنابراین بقیه ورودی کوچک همانطور که در پاسخ های دیگر گفته شد وجود دارد ، اما باقیمانده کوچک را می توان برای فرکانس های موجود در پهنای باند خود نادیده گرفت.


پاسخ 2:

ولتاژ خروجی یک تقویت کننده عملیاتی تفاوت بین دو ورودی (V + - V-) ضرب شده با افزایش (A) است. برای یک ولتاژ خروجی معین (Vo) ، ولتاژ ورودی دیفرانسیل Vo / A. است. در یک تقویت کننده ایده آل ، افزایش جلو A بی نهایت است ، بنابراین تفاوت (V + - V-) Vo / نامتناهی = 0 است.

در یک تقویت کننده واقعی ، سود رو به جلو محدود است ، بنابراین اختلاف ولتاژ وجود دارد. در بیشتر موارد ، ولتاژ خروجی 1E-5 یا کمتر است. اما اگر در فرکانسهای بالا کار می کنید به طوری که افزایش آمپلی فایر کم باشد ، ولتاژ دیفرانسیل می تواند بسیار بزرگتر شود (به عنوان مثال اگر آمپلی فایر دارید. برای محصولی با پهنای باند سود 1E6 و سرعت 100 کیلوهرتز ، افزایش رو به جلو است) تقویت کننده حدود 10 ، بنابراین ولتاژ ورودی دیفرانسیل می تواند در حدود 10 of از ولتاژ خروجی 0.001 ~ باشد)


پاسخ 3:

ولتاژ خروجی یک تقویت کننده عملیاتی تفاوت بین دو ورودی (V + - V-) ضرب شده با افزایش (A) است. برای یک ولتاژ خروجی معین (Vo) ، ولتاژ ورودی دیفرانسیل Vo / A. است. در یک تقویت کننده ایده آل ، افزایش جلو A بی نهایت است ، بنابراین تفاوت (V + - V-) Vo / نامتناهی = 0 است.

در یک تقویت کننده واقعی ، سود رو به جلو محدود است ، بنابراین اختلاف ولتاژ وجود دارد. در بیشتر موارد ، ولتاژ خروجی 1E-5 یا کمتر است. اما اگر در فرکانسهای بالا کار می کنید به طوری که افزایش آمپلی فایر کم باشد ، ولتاژ دیفرانسیل می تواند بسیار بزرگتر شود (به عنوان مثال اگر آمپلی فایر دارید. برای محصولی با پهنای باند سود 1E6 و سرعت 100 کیلوهرتز ، افزایش رو به جلو است) تقویت کننده حدود 10 ، بنابراین ولتاژ ورودی دیفرانسیل می تواند در حدود 10 of از ولتاژ خروجی 0.001 ~ باشد)