Ідеальний операційний підсилювач

Живлення

У загальному випадку, ОП використовує біполярне живлення, тобто джерело живлення, що має три виводи, з потенціалами: U+ (до нього підключається Vs+), 0, і U- (до нього підключається Vs-).

Вивід джерела живлення з нульовим потенціалом, безпосередньо до ОП, зазвичай, не підключається, але, як правило, є загальною точкою схеми і використовується для створення зворотного зв'язку. Тому, часто, замість біполярного, використовується простіше, однополярне, джерело живлення, а загальна точка створюється штучно.

ОП здатні працювати в широкому діапазоні напруги джерела живлення, типове значення, для ОП загального застосування: від ±1,5 В до ±15 В (тобто U+=1,5…15 В, U-=-1,5…-15 В).

Щоб розглянути функціонування ОП в режимі зі зворотним зв'язком, необхідно спочатку ввести поняття ідеального операційного підсилювача. Ідеальний ОП є фізичною абстракцією, тобто не може реально існувати, проте дозволяє істотно спростити розгляд роботи схем на ОП, завдяки використанню простих математичних моделей.

Ідеальний ОП описується формулою (1) і має такі параметри:

1) нескінченно великий коефіцієнт підсилення з розімкненою петлею зворотного зв'язку G_open-loop [2];

2) нескінченний великий вхідний опір входів V- і V+ (іншими словами, струм, що протікає через ці входи, рівний нулю);

3) нульовий вихідний опір виходу ОП;

4) нескінченно велика швидкість наростання напруги на виході ОП;

5) смуга пропускання: від постійного струму до безкінечності.

Пункти 4 і 5, насправді випливають з формули (1), оскільки в неї не входять часові затримки і фазові зсуви.

З перерахованих параметрів випливає властивість ідеального ОП, яка спрощує розгляд схем з його використанням: ідеальний ОП, охоплений негативним зворотним зв'язком, підтримує однакову напругу на своїх входах [3][4]. Тобто виконується рівність:

(2)

В цьому легко переконатись. Припустимо, формула (2) невірна, і має місце невелика різниця напруги. Тоді, вхідна диференційна напруга, підсилена ОП, викликала б (унаслідок нескінченного коефіцієнта підсилення) нескінченно велику вихідну напругу, яка, відповідно до визначення ВЗЗ, ще зменшила б різницю вхідної напруги. І так до тих пір, поки рівність (2) не була б виконана. Відзначте, що вихідна напруга може бути будь-якою — вона визначається видом зворотного зв'язку і вхідною напругою.

Дата добавления: 2014-01-04