Чем отличается реальный операционный усилитель от идеального

Одним из наиболее важных элементов в электронике является операционный усилитель (ОУ). Он используется во многих устройствах, таких как усилители мощности, фильтры, регуляторы напряжения и т.д. Но, как и любое другое электрическое устройство, ОУ имеет свои особенности. Например, у операционного усилителя может быть идеальный и реальный варианты. Давайте рассмотрим, чем они отличаются и какие параметры имеет идеальный операционный усилитель.

1. Что такое идеальный операционный усилитель
2. Чем отличается реальный операционный усилитель от идеального
3. Инвертирующий и неинвертирующий усилители
4. Какой усилитель называют операционным
5. Полезные советы
6. Выводы

Что такое идеальный операционный усилитель

Идеальный операционный усилитель — это модель, которая характеризуется несколькими основными свойствами. В идеальном случае ОУ должен иметь бесконечный коэффициент усиления по напряжению, бесконечно большое входное и бесконечно малое выходное сопротивления, бесконечно большую амплитуду выходного сигнала, бесконечно большой диапазон усиливаемых частот.

Идеальный ОУ обладает следующими свойствами:

• Коэффициент передачи ОУ без обратной связи равен бесконечности.
• Входной ток равен нулю.
• Напряжение смещения и ток смещения нуля на входе ОУ равны нулю.
• Входное сопротивление ОУ равно бесконечности.
• Выходное сопротивление ОУ равно нулю.

Чем отличается реальный операционный усилитель от идеального

Реальные ОУ отличаются от идеальных ОУ следующими параметрами:

• Входной сигнал незначительно влияет на выходной сигнал ОУ. Данный эффект определяется параметром коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС, англ. Common Mode Rejection Ratio (CMRR)).
• Реальный ОУ не может иметь бесконечное входное и выходное сопротивления.
• Реальный ОУ имеет ограничения на коэффициент усиления, который меньше бесконечности.
• Реальный ОУ обладает конечным диапазоном усиливаемых частот и амплитудой выходного сигнала.

Инвертирующий и неинвертирующий усилители

Существует два основных вида операционных усилителей — инвертирующий и неинвертирующий.

Инвертирующий усилитель изменяет знак входного сигнала, а неинвертирующий усилитель знак входного сигнала не изменяет. Коэффициент передачи инвертирующего усилителя может быть меньше единицы, а коэффициент передачи неинвертирующего усилителя меньше единицы быть не может.

Какой усилитель называют операционным

Операционными усилителями (ОУ) называется широкий класс усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления, предназначенных для работы с глубокой обратной связью.

Полезные советы

• Важно знать, что при работе с реальными операционными усилителями необходимо учитывать их параметры, которые могут существенно влиять на выходной сигнал.
• При проектировании электронных устройств необходимо учитывать параметры ОУ и выбирать те ОУ, которые наилучшим образом подходят для конкретной задачи.
• Использование обратной связи может уменьшить влияние параметров реальных ОУ на выходной сигнал.
• Необходимо проводить тестирование и отладку схем с ОУ, чтобы убедиться в их правильной работе и соответствии с заданными параметрами.

Выводы

Операционный усилитель — важный элемент электроники, который используется во многих устройствах для усиления напряжения. Идеальный ОУ отличается от реального тем, что имеет бесконечный коэффициент усиления, нулевой входной ток, нулевое напряжение смещения и нулевой смещенный ток. Параметры реальных ОУ могут существенно влиять на выходной сигнал, поэтому при работе с ними необходимо учитывать их характеристики и использовать обратную связь для уменьшения влияния параметров. Хорошая отладка схемы с ОУ и выбор правильного ОУ для конкретной задачи помогают достичь наилучших результатов.