Operationsverstärker
Grundprinzip des Operationsverstärkers
Der operative Verstärker verfügt über zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss. Das Eingangsanschluss mit markiert mit “” Ist “In-Phase-Eingangsanschluss” eher als ein positives Terminal), und das andere Eingangsanschluss mit markiert mit “1” Ist “umgekehrter Eingangsanschluss”, was auch nicht als Minuspol bezeichnet werden kann. Wenn von diesen beiden Eingangsanschlüssen nacheinander die gleichen Signale eingegeben werden, Dann erhält man am Ausgangsende das Ausgangssignal mit gleicher Spannung, aber entgegengesetzter Polarität: Der Signalausgang am Ausgangsende ist in Phase mit dem Signal am Inphase-Eingangsende und in Phase mit dem Signal am invertierenden Eingangsende.
Die an den Operationsverstärker angeschlossene Stromversorgung kann eine Einzelstromversorgung oder eine Doppelstromversorgung sein. Der Operationsverstärker verfügt über einige sehr interessante Funktionen. Durch den flexiblen Einsatz dieser Funktionen lassen sich viele einzigartige Einsatzmöglichkeiten erzielen. Im Allgemeinen, Diese Funktionen können in zwei integriert werden:
1. Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers beträgt unendlich.
2. Der Eingangswiderstand des Operationsverstärkers ist unendlich und der Ausgangswiderstand ist Null.
Schauen wir uns nun kurz an, welche Schlussfolgerungen sich aus den beiden oben genannten Merkmalen ziehen lassen.
Prinzip des Operationsverstärkers
Erstens, der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers ist unendlich, also solange die Eingangsspannung seines Eingangs nicht Null ist, Der Ausgangsanschluss hat die gleiche hohe Ausgangsspannung wie die positive oder negative Stromversorgung. Die Ausgangsspannung sollte unendlich sein, Sie ist jedoch durch die Versorgungsspannung begrenzt.
Um genau zu sein, wenn die Eingangsspannung des In-Phase-Eingangsanschlusses höher ist als die des Invertierungs-Eingangsanschlusses, auch wenn es nur etwas höher ist, Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers gibt die gleiche Spannung aus wie die positive Versorgungsspannung; Umgekehrt, wenn die Eingangsspannung der invertierenden Eingangsklemme höher ist als die der gleichphasigen Eingangsklemme, Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers gibt die gleiche Spannung aus wie die negative Versorgungsspannung (wenn der Operationsverstärker eine einzige Stromversorgung verwendet, Die Ausgangsspannung ist Null).
Zweitens, weil der Verstärkungsfaktor unendlich ist, Der Operationsverstärker kann nicht direkt als Verstärker verwendet werden. Das Ausgangssignal muss auf den invertierenden Eingang zurückgeführt werden (wird als negatives Feedback bezeichnet) um seinen Verstärkungsfaktor zu reduzieren.
R1 wird verwendet, um das Ausgangssignal zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückzuführen. Da der invertierende Eingang der Ausgangsspannung entgegengesetzt ist, Dadurch wird der Verstärkungsfaktor der Schaltung verringert. Es handelt sich um einen negativen Rückkopplungskreis, und der Widerstand RF wird auch Gegenkopplungswiderstand genannt.
Rückkopplungswiderstandsverbindungsmethode eines Operationsverstärkers (links: Umkehrverbindungsmethode) : Rückkopplungswiderstandsverbindungsmethode eines Operationsverstärkers (links: Umkehrverbindungsmethode, Rechts: In-Phase-Verbindungsmethode)
Auch, da der Eingang des Operationsverstärkers unendlich ist, Der Eingang des Operationsverstärkers hat keinen Stromeingang – Es akzeptiert nur Spannung. Ähnlich, wenn wir uns vorstellen, dass zwischen dem Inphase-Eingang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers ein unendlicher Widerstand besteht, Die an beiden Enden des Widerstands angelegte Spannung kann keinen Strom bilden. Ohne Strom, Gemäß dem Ohmschen Gesetz liegt an beiden Enden des Widerstands keine Spannung an, daher, Wir können davon ausgehen, dass die Spannung an den beiden Eingängen des Operationsverstärkers gleich ist (in diesem Fall, Die Spannung ist ein bisschen so, als würde man die beiden Eingänge mit einem Kabel kurzschließen, so nennen wir dieses Phänomen “virtueller Kurzfilm”).
