Elektronik Komponenter: Open Loop Amplifiers - dummies

Som namnet antyder är en av de mest grundläggande elektroniska användningarna av en op amp som en förstärkare. Om du ansluter en ingångskälla till en av ingångarna och jordar den andra ingången, visas en förstärkt version av ingångssignalen på ut-terminalen.

Ett viktigt begrepp i op-amp kretsar är spänning förstärkning, som helt enkelt representerar den mängd med vilken skillnaden mellan de två ingångsspänningarna multipliceras för att producera utspänningen. Om ingångsspänningsskillnaden är 2 V och utgångsspänningen är 12 V, är till exempel förstärkarens spänningsförstärkning 6.

Om du bara använder en ingångssignal till V-terminalen på en op amp kallas kretsen en öppen slingförstärkare.

I open loop-amp-kretsen är V ₊ ingången ansluten till marken, och en ingångssignal placeras på ingången V _- . I detta arrangemang är den spänning som skall förstärkas densamma som spänningen hos V _- ingången. Open loop-amp-kretsen fungerar för både växelström och likström.

Spänningsförstärkningen i en öppen loop-amp-krets är utomordentligt hög - i storleksordningen tiotals eller till och med hundratusentals.

Antag att du använder en förstärkare vars öppen spänningsökning är 200 000 och att strömförsörjningen är 9 V. I så fall är en ingångsspänning på +0. 000025 V kommer att resultera i en utgångsspänning på +5 V. En ingångsspänning på +0. 00004 V ger dig en utgångsspänning på 8 V.

Utgångsspänningen kan aldrig överstiga strömförsörjningsspänningen. Faktum är att den maximala utspänningen vanligtvis är ca 1 V mindre än strömförsörjningsspänningen. Så om du använder ett par 9 V-batterier för att ge en 9 V-strömförsörjning är den maximala utgångsspänningen 8 V.

Som ett resultat är det mest som en öppen slinga med OP-amp med en öppen slinga förstärkning av 200 000 kan på ett tillförlitligt sätt förstärka är 0. 00004 V. Om ingångsspänningsskillnaden är något större än 0. 00004 V sägs upp amparen vara mättad, och utgångsspänningen kommer att gå till maximal.

Oavsett hur mycket pengar du investerade i en toppkvalitetsmätare, är den inte känslig för att mäta spänningar som är små. Fysiker på Cal Tech kan kunna mäta spänningar den storleken, men för alla praktiska ändamål är 0. 00004 V detsamma som 0 V.

Som en följd av detta är en av de grundläggande egenskaperna hos en öppen loop-amp-krets är att om ingångsspänningsskillnaden är något annat än noll, kommer förstärkaren att vara mättad och utsignalen kommer att vara densamma vid sitt maximala värde. Så om den maximala utspänningen är 8 V, kommer utsignalen att vara en av endast tre spänningar: +8 V, 0 V eller -8 V.