Εξαρτήματα ηλεκτρονικών: Ενισχυτές ανοιχτού βρόχου

Όπως υποδηλώνει το όνομά του, μία από τις πιο βασικές ηλεκτρονικές χρήσεις ενός ενισχυτή op είναι ως ενισχυτής. Εάν συνδέσετε μια πηγή εισόδου σε έναν από τους ακροδέκτες εισόδου και γειώσετε τον άλλο ακροδέκτη εισόδου, εμφανίζεται μια ενισχυμένη έκδοση του σήματος εισόδου στο εξωτερικό τερματικό.

Μια σημαντική ιδέα στα κυκλώματα op-amp είναι κέρδος τάσης, που αντιπροσωπεύει απλά το ποσό με το οποίο η διαφορά μεταξύ των δύο τάσεων εισόδου πολλαπλασιάζεται για να παράγει την τάση εξόδου. Εάν η διαφορά τάσης εισόδου είναι 2 V και η τάση εξόδου είναι 12 V, για παράδειγμα, η αύξηση τάσης του ενισχυτή είναι 6.

Εάν απλά εισάγετε ένα σήμα εισόδου στον ακροδέκτη V ενός ενισχυτή op, το κύκλωμα ονομάζεται ενισχυτής ανοιχτού βρόχου .

Στο κύκλωμα op-amp ανοικτού βρόχου, η είσοδος V ₊ είναι συνδεδεμένη στη γείωση και ένα σήμα εισόδου τοποθετείται στην είσοδο V _- . Σε αυτή τη διάταξη, η τάση που πρόκειται να ενισχυθεί είναι ίδια με την τάση της εισόδου V _- . Το κύκλωμα op-amp ανοικτού βρόχου λειτουργεί τόσο για εναλλασσόμενο όσο και για συνεχές ρεύμα.

Ας υποθέσουμε ότι χρησιμοποιείτε έναν ενισχυτή op, του οποίου το κέρδος τάσης ανοικτού βρόχου είναι 200.000 και ότι η παροχή ρεύματος είναι 9 V. Στην περίπτωση αυτή, μια τάση εισόδου +0. 000025 V θα έχει ως αποτέλεσμα τάση εξόδου +5 V. Τάση εισόδου +0. 00004 V θα σας δώσει τάση εξόδου 8 V.

Η τάση εξόδου δεν μπορεί ποτέ να υπερβαίνει την τάση τροφοδοσίας. Στην πραγματικότητα, η μέγιστη τάση εξόδου συνήθως είναι περίπου 1 V μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας. Έτσι, εάν χρησιμοποιείτε ένα ζευγάρι μπαταριών 9 V για παροχή τροφοδοσίας 9 V, η μέγιστη τάση εξόδου είναι 8 V.

Ως αποτέλεσμα, το μεγαλύτερο είναι ότι ένα κύκλωμα op-amp ανοιχτού βρόχου με κέρδος ανοικτού βρόχου από 200, 000 μπορεί να ενισχύσει αξιόπιστα είναι 0. 00004 V. Εάν η διαφορά τάσης εισόδου είναι μεγαλύτερη από 0. 00004 V, ο ενισχυτής λέγεται ότι είναι

κορεσμένος, και η τάση εξόδου θα φτάσει στο ανώτατο όριο. Δεν έχει σημασία πόσα χρήματα επενδύσατε σε ένα βολτόμετρο υψηλής ποιότητας, δεν είναι αρκετά ευαίσθητο για να μετρήσει τις τάσεις που είναι μικρές. Οι φυσικοί της Cal Tech μπορεί να είναι σε θέση να μετρήσουν τάσεις αυτού του μεγέθους, αλλά για όλες τις πρακτικές χρήσεις, 0. 00004 V είναι το ίδιο με το 0 V.

Ως αποτέλεσμα, ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά ενός κύκλου op-amp ανοικτού βρόχου είναι ότι αν η διαφορά τάσης εισόδου είναι οτιδήποτε άλλο από το μηδέν, ο ενισχυτής op θα είναι κορεσμένος και η τάση εξόδου θα είναι η ίδια στο μέγιστο. Έτσι, εάν η μέγιστη τάση εξόδου είναι 8 V, η έξοδος θα είναι μία από τις τρεις μόνο τάσεις: +8 V, 0 V ή -8 V.