Rozumiem, że dla idealnego opampa Vo jest ograniczona przez Vee i Vcc (tj. Vee <Vo <Vcc).
A co z zakresem napięcia wejściowego? Jaki jest dopuszczalny zakres napięcia wejściowego, w którym opamp działa normalnie? Czy możemy zastosować napięcia Vn i Vi poniżej Vee lub powyżej Vcc? Czy w przypadku opampów z pojedynczym zasilaniem możemy zastosować ujemne napięcia wejściowe?
Czy opamp jest idealną, praktyczną koleją zmieni kolejność odpowiedzi na to pytanie?
Odpowiedzi:
W normalnej pracy V + i V- są takie same. Jeśli się różnią, wzmacniacz operacyjny jest używany jako komparator.
Ważną specyfikacją przy wyborze wzmacniacza operacyjnego jest zakres „wejściowego napięcia w trybie wspólnym”. Napięcia na wejściach muszą znajdować się w tym zakresie, aby zapewnić prawidłowe działanie.
Niektóre wzmacniacze operacyjne to „RRIO” lub wejście / wyjście szyna-szyna. Jak można się domyślić, oznacza to, że zakres wejściowego trybu wspólnego przechodzi od szyny Vee do szyny Vcc.
Niektóre wzmacniacze operacyjne, które zawierają tylko szynę Vee w zakresie trybu wspólnego, są nazywane wzmacniaczami operacyjnymi „pojedynczego zasilania”.
Oto specyfikacja w arkuszu danych LM324:
Należy zauważyć, że niektóre wzmacniacze operacyjne mogą zachowywać się bardzo dziwnie, jeśli którekolwiek napięcie wejściowe znajdzie się zbyt blisko szyn zasilających. Jeśli wzmacniacz operacyjny ma na przykład zakres napięcia w trybie wspólnym, który rozciąga się na przykład do 0,5 wolta, to wyraźnie oznaczałoby, że jeśli oba wejścia są poniżej 0,5 wolta, wzmacniacz operacyjny może nie być w stanie odróżnić, który jest wyższy. Jednak w niektórych takich wzmacniaczach operacyjnych wejście, które spada poniżej 0,5 wolta, może być uważane za wyższe niż inne wejście - nawet jeśli drugie wejście jest znacznie powyżej 0,5 wolta.
(1) Co wszyscy powiedzieli.
(2) Należy zauważyć, że kilka opamp może wychylić się nieco poza szyny zasilające - osiąga się to poprzez generowanie napięć w opampie, które nadają mu rzeczywiste napięcie robocze szersze niż dostarczane.
(3) Należy pamiętać, że zakres trybu wspólnego to dopuszczalne napięcie, które musi znajdować się w obu wejściach. To nie jest różnica między nimi. Jeśli któryś z nich jest poza zakresem, nie gwarantuje się, że zadziała.
Zakres napięcia wejściowego może się różnić, ale musi mieścić się w napięciu zasilania (możesz zobaczyć takie, które mogą wzrosnąć np. O 0,3 V powyżej / poniżej), więc jeśli pojedyncze zasilanie nie jest dozwolone, napięcia ujemne.
Zależy to od konfiguracji różnicowego stopnia wejściowego, niektóre opampy wykorzystują komplementarną parę wejściową (równolegle kanał P i kanał N), aby uzyskać wejście od szyny do szyny, przy czym każda para pokrywa część zakresu.
Zazwyczaj w arkuszach danych będą informacje o zakresie wejściowym trybu wspólnego, oto przykład opampa bez zakresu wejściowego między szynami (specyfikacje dotyczą +/- 5 V):
Specyfikacja, której szukasz, nosi nazwę „zakresu wspólnego trybu wejściowego” i prawie zawsze ogranicza się do szyn zasilających. Na wielu opampsach jest ograniczony do nieco mniej w jednym lub obu kierunkach.
Możesz wziąć normalny opamp i zrobić taki z dużym zakresem napięcia wejściowego przekraczającym limity zasilania, umieszczając dzielnik rezystora przed każdym wejściem. Napięcie przesunięcia wejściowego również zostaje pomnożone przez tę samą wartość i zmniejszy się po odrzuceniu trybu wspólnego do tego stopnia, że dzielniki nie zostaną dokładnie dopasowane.
Jeśli twój sygnał wejściowy to AC, to możesz uzyskać bardzo duży zakres wspólnego trybu wejściowego przez sprzęgło transformatora.
Należy jednak pamiętać, że w falowniku wejście do rezystora podłączonego do wejścia odwracającego może być znacznie większe niż limit wzmacniacza operacyjnego. Ogólna funkcja obwodu może często utrzymywać wejście odwracające w zasięgu.