Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers-Um es gleich vorweg zu sagen: Op-Amp bedeutet Operationsverstärker. Und das Gerät ist ein elektronischer Spannungsverstärker mit hoher Verstärkung (DC-gekoppelt). Außerdem hat er einen unsymmetrischen Ausgang und einen charakteristischen Eingangswiderstand. Außerdem ist er der Grundbaustein der analogen elektronischen Schaltung. Außerdem zeigt die Impedanz die Korrelation zwischen Spannung und Eingangsstrom. Wenn Sie also über die Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers sprechen, müssen Sie sich darüber im Klaren sein, ob es sich um die Schaltung oder den Basischip handelt, den Sie wählen.
Worin besteht also der Unterschied? Im ersten Fall geht es um die Op-Amp-Schaltung selbst, im zweiten Fall um die Schaltung im Chip.
Sie wollen mehr wissen? Keine Sorge, hier erfahren Sie, warum die Ausgangsimpedanz von Operationsverstärkern niedrig ist, wie man sie berechnet und vieles mehr.
Wie hoch ist die typische Eingangsimpedanz eines integrierten Operationsverstärkers?
Eingangsimpedanz Op-Amp
Zweifellos kann man die differentielle Eingangsspannungsimpedanz ändern, wenn man den Operationsverstärker mit einer Schaltung versieht. Auch die Art und Weise, wie Sie die Rückkopplung und die externen elektronischen Komponenten einsetzen, kann sich auf die gesamte Eingangsimpedanz der Schaltung und die Signalquelle auswirken.
Es gibt also zwei Eingangsimpedanzen: Gleichtaktimpedanz (Zcm+ & Zcm-) und Differenzimpedanz (Ziff). Erstere bezieht sich auf eine Impedanz, die von den Eingangsstufen zur Erde führt. Bei letzterem handelt es sich um die Impedanz zwischen zwei Eingängen.
Außerdem sind die Impedanzen normalerweise hoch und ohmsch (105 – 1012 Ohm). Mit anderen Worten, es handelt sich um ein Eingangsgerät mit hoher Impedanz. Außerdem hat er eine Nebenschlusskapazität, die bis zu 20 – 25 pF betragen kann.
Man kann also die invertierende und nichtinvertierende Eingangsimpedanz in den meisten Operationsverstärkerschaltungen auf einen niedrigen Wert reduzieren. Dies kann durch Gegenkopplung geschehen, wobei die Eingangsimpedanz (Differenzial- und Gleichtaktimpedanz) wichtiger ist. Außerdem sind die invertierenden und nichtinvertierenden Eingangsanschlüsse ebenfalls entscheidend.
Darüber hinaus ist die Eingangsimpedanz der Operationsverstärkerschaltung in der Regel hoch. Das liegt daran, dass die Operationsverstärker wie ein Spannungsteiler arbeiten.
Je höher die Impedanz, desto mehr fällt die Spannung an den Op-Amp-Eingängen ab. Wenn die Eingangsimpedanz jedoch niedrig ist, gibt es in Ihrer Schaltung keinen Spannungsabfall. Infolgedessen erhält man keine Signale.
Ausgangsimpedanz-Operationsverstärker
Die Ausgangsimpedanz eines Operationsverstärkers ist der Eingangsimpedanz ähnlich. Sie bezieht sich jedoch darauf, wie stark sich die Scheinspannung der Quelle ändert, wenn sie mehr Strom liefern muss. Sie können die Impedanz der Stromquelle beispielsweise daran erkennen, dass eine nicht belastete Batterie eine höhere Spannung aufweist als eine belastete Batterie.
Op-Amp-Differenzial-Verstärker
Ihr Operationsverstärker hat z. B. ein Ausgangssignal von 6 V, und Sie verwenden einen offenen Stromkreis, um die Potenzialdifferenzspannung zu messen. Da Ihr Stromkreis offen ist, beträgt der Strom 0 A. Die Spannung hingegen beträgt 6 V. An diesem Punkt können Sie Ihren Ausgang mit einem Rückkopplungswiderstand verbinden. Und zwar so, dass der Ausgangsstrom der Rückkopplungsschaltung des Operationsverstärkers 60 mA beträgt.
Sie können auch die Spannung über dem Widerstand messen und erhalten etwa 5,99 V.
Daraus ergibt sich die Ausgangsimpedanz des Operationsverstärkers:
6V/0mA – 5,99V/60mA = 0,2 Ohm.
Warum hat sich die Einheit des Ergebnisses geändert? Erstens deutet die niedrige Source-Impedanz darauf hin, dass der Operationsverstärker eine große Strommenge aufnehmen kann, ohne dass sich die Spannung wesentlich ändert. Anhand des Ergebnisses können Sie außerdem feststellen, dass die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers der Lastimpedanz des Ausgangssignals des Operationsverstärkers ähnelt.
Darüber hinaus sind der Ausgangswiderstand und der Ausgangsstromwert des Rechenrasters dem Ausgangswiderstand des Eingangssignals des Rechnerverstärkers ähnlich. Daher ist die Last sehr hoch, wenn die Quelle mit mittlerem und niedrigem Lastwiderstand und Stromstrom startet. Darüber hinaus sind für Spannungssignale hohe Strömungen und größere Zuwächse erforderlich.
Das heißt, auch wenn der Ausgangswiderstand niedrig ist, kann die Quelle den Strom ohne Spannungsabfall liefern. Um den Spannungsabfall zu verringern, stellen Sie daher sicher, dass der Lastwiderstand größer ist als der Ausgangswiderstand.
Bei hohem Lastwiderstand bedeutet der hohe Lastwiderstand daher einen geringeren Stromverbrauch und eine geringere Leistung.
Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers-Idealer Rechenaufgabenwiderstand
Eine der Eigenschaften des Idealrechnermechanismus ist seine unendliche Eingangsimpedanz und sein unendlicher Zuwachs. Dies bedeutet auch, dass die Stromzufuhr zum Eingangsbit Null ist. Der Grund hierfür ist, dass es keinen Strom an den Ausgangs-und Ausgangs-Ausgangs-Ausgang gibt (identisch oder entgegengesetzt). Daher wird eine höhere Steigerung der Einheiten erzielt.
Darüber hinaus ist der Ausgangswiderstand des Idealcomputing-Verstärkers gleich null. Dies bedeutet, dass der Ausgangsstrom unabhängig von der Ausgangsspannung ist. Aus diesem Grund ist für den optimalen Rechenraster kein Ausgangswiderstand erforderlich, um die Last mit Spannung zu versorgen.
Kurz gesagt, der Ausgangswiderstand ist Null oder sehr niedrig. Der Eingangsimpedanz ist dagegen unendlich oder weist einen hohen Eingangsimpedanz auf.
Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers-Wie wird der Eingangs-und Ausgangswiderstand berechnet?
Da der Widerstand die Beziehung zwischen Spannung und Strom anzeigt, kann er als Verhältnis von Δ I zu ΔV ausgedrückt werden. Δ i steht für die Veränderung des Stroms, und Δ V steht für die Änderung der Spannung.
Darüber hinaus können Sie die Differenz zwischen dem Eingangsspannungswert und dem Eingangsspannungsbereich messen.
Daher ist es hilfreich, wenn Parameter wie Ausgangswiderstand, Eingangs-und Ausgangsimpedanz vorhanden sind. Auf diese Weise können Sie die Spannungskonzepte nutzen, um die Ausgangs-und Eingangsspannung zu ermitteln.
(ZIN/ (RS + ZIN)) VIN = V-Quelle-(1)
Dabei gilt:
RS: Quellwiderstand
Zin—: Eingangsimpedanz
vin— – Basisspannung des Verstärkers
V-Quelle – Eingangsspannung
Auf diese Weise können Sie auch die Ausgangslastspannungen mit folgender Formel berechnen:
Vout. (Reload/(Reload+Zout)= Vlad-(2)
Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers-Dabei gilt:
r load—: Lastwiderstand
zout—-Widerstand Verstärker
v load— – Spannung an beiden Enden der Last
vout— – Ausgabe des Lupens
Anstelle von Vout können Sie auch die Zeit für die Erhöhung der Eingangsspannung verwenden.
Kann der Ausgangswiderstand gemessen werden? Natürlich. Es muss jedoch als Davinin-gleichwertiger Schaltkreis gemessen werden:
VO/ IS = Zout – (3)
Dabei gilt:
I – Ausgangsstrom bei Kurzschluss
VO – Ausgangsspannung, wenn der Ausgang ein-oder ausgeschaltet ist
Beachten Sie, dass die obige Formel auf einer linearen Beziehung zwischen dem Strom und der Ausgangsspannung basiert.
Rechenrverstärker Spannungsverstärker
Warum die Eingangsimpedanz eines Rechenaufzugs unendlich ist.
Der Widerstand stellt in der Regel einen Stromkreis dar, der dem Stromkreis entgegengesetzt ist (Gleichstrom oder Wechselstrom). Aus diesem Grund sind die beiden Eingangssignale des Idealcomputing-Verstärkers unendlich. Es ist unendlich, da der Strom nicht vom Eingangsende zum Rechenaufgabend gelangt.
Dadurch kann die Spannung angezeigt und reagiert werden. Die Spannung führt jedoch keinen Strom zum Rechenaufbau.
Anders ausgedrückt, die Rechenrverstärker wirken sich nicht auf die Eingangsspannung aus. Sie bemerken jedoch, dass ein kleiner Kriechstrom im Eingangsschaltkreis des Rechenaufzugs (normalerweise weniger als ein paar Millisekunden) vorhanden ist.
Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers-Grund für niedrige Ausgangsimpedanz des Rechners
Die Ausgangsimpedanz des Operationsverstärkers ist niedrig, weil die Spannung, die der Ausgang liefert, konstant ist. Sie bleibt auch dann konstant, wenn der Ausgang an eine Schaltung angeschlossen wird, die die Last erhöht.
In der Praxis werden Sie jedoch feststellen, dass die Ausgangsimpedanz von Operationsverstärkern in der Regel einige Ohm beträgt. Die tatsächliche Spannung an der Ausgangsklemme hängt also von der Last ab, die Sie mit dem Ausgang verbinden.
Fazit
Es ist typisch, dass die Eingangsimpedanz eines Operationsverstärkers hoch ist. Schließlich ist der Operationsverstärker ein Gerät mit Spannungsverstärkung. Außerdem ermöglicht eine hohe Impedanz einen Spannungsabfall am Eingang. Außerdem hilft sie, die Stromaufnahme niedrig zu halten und den Ladeeffekt zu vermeiden.
Was denken Sie über dieses Thema? Brauchen Sie Hilfe bei den Berechnungen? Oder haben Sie Fragen oder Anregungen? Bitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.
