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Wie der Name schon sagt, ist eine der grundlegendsten elektronischen Anwendungen eines Operationsverstärkers ein Verstärker. Wenn Sie eine Eingangsquelle an einen der Eingangsanschlüsse anschließen und den anderen Eingangsanschluss erden, erscheint eine verstärkte Version des Eingangssignals auf dem Ausgangsanschluss.
Ein wichtiges Konzept in Operationsverstärkerschaltungen ist die -Spannungsverstärkung, , die einfach den Betrag darstellt, um den die Differenz zwischen den zwei Eingangsspannungen multipliziert wird, um die Ausgangsspannung zu erzeugen. Wenn die Eingangsspannungsdifferenz 2 V beträgt und die Ausgangsspannung beispielsweise 12 V beträgt, beträgt die Spannungsverstärkung des Verstärkers 6.
Wenn Sie einfach ein Eingangssignal an die V-Klemme eines Operationsverstärkers legen, wird die Schaltung als Open Loop-Verstärker bezeichnet.
In der Open-Loop-Operationsverstärkerschaltung ist der Eingang V + mit Masse verbunden, und ein Eingangssignal ist auf den Eingang V - gelegt. In dieser Anordnung ist die zu verstärkende Spannung die gleiche wie die Spannung des Eingangssignals V - . Die Open-Loop-Operationsverstärkerschaltung arbeitet sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrom.
Die Spannungsverstärkung in einer Open-Loop-Operationsverstärkerschaltung ist außerordentlich hoch - in der Größenordnung von einigen zehn oder sogar hunderttausenden.
Angenommen, Sie verwenden einen Operationsverstärker, dessen Spannungsverstärkung im offenen Regelkreis 200.000 beträgt und dessen Stromversorgung 9 V beträgt. In diesem Fall ist eine Eingangsspannung von +0 erforderlich. 000025 V führt zu einer Ausgangsspannung von +5 V. Eine Eingangsspannung von +0. 00004 V liefert eine Ausgangsspannung von 8 V.
Die Ausgangsspannung darf niemals die Versorgungsspannung überschreiten. Tatsächlich ist die maximale Ausgangsspannung normalerweise ungefähr 1 V kleiner als die Versorgungsspannung. Wenn Sie also ein 9V-Batteriepaar für eine 9-V-Stromversorgung verwenden, beträgt die maximale Ausgangsspannung 8 V.
Infolgedessen ist es am ehesten eine Open-Loop-Operationsverstärkerschaltung mit einer Open-Loop-Verstärkung. von 200, 000 kann zuverlässig verstärken. 00004 V. Wenn die Eingangsspannungsdifferenz größer als 0. 00004 V ist, wird der Operationsverstärker gesagt, gesättigt zu sein, und die Ausgangsspannung geht an die maximal.
Egal wie viel Geld Sie in ein hochwertiges Voltmeter investiert haben, es ist nicht empfindlich genug, um kleine Spannungen zu messen. Physiker am Cal Tech können in der Lage sein, Spannungen dieser Größe zu messen, aber für alle praktischen Zwecke ist 0,0004 V dasselbe wie 0 V.
Infolgedessen ist eines der grundlegenden Merkmale einer Open-Loop-Operationsverstärkerschaltung ist, dass, wenn die Eingangsspannungsdifferenz etwas anderes als Null ist, der Operationsverstärker gesättigt sein wird und die Ausgangsspannung an ihrem Maximum gleich sein wird. Wenn also die maximale Ausgangsspannung 8 V beträgt, ist der Ausgang eine von nur drei Spannungen: +8 V, 0 V oder -8 V.
