(Nun. Ich spreche in dieser Frage NICHT von "virtuellem Boden" /)
Wie diese Abbildung gezeigt hat, kann ein Operationsverstärker wie folgt angesehen werden:
Wir alle wissen, dass ein Operationsverstärker wie dieser zwei Eingänge und einen Ausgang hat – die Eingangsspannung ist einfach die Spannung zwischen den beiden Eingängen – aber für die Ausgangsspannung sieht es so aus (aus der Abbildung oben), dass sich darin ein „Masse“ -Symbol befindet Operationsverstärker.
Da der Operationsverstärker keine mit der Erde (der echten Erde) verbundenen Anschlüsse hat, was ist das "Masse" -Symbol? Diese Antwort gibt eine gute Erklärung und zeigt, dass "Masse" tatsächlich die negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist (die -V-Versorgung in der obigen Abbildung).
(Warten Sie! Markieren Sie es nicht als Duplikat. Lesen Sie weiter.)
Aber genau hier taucht meine Frage auf - Denn ich weiß, dass die meisten Gleichstromversorgungen nicht mit der realen Erde geerdet sind - dh sie schweben. Daher wissen wir nicht, welche Spannung sich auf die reale Erde bezieht. Vielleicht hat es am Minuspol der Gleichstromversorgung immer noch eine Spannung von beispielsweise 1 V, die sich auf die reale Erde bezieht.
Dies ist alles in Ordnung, bis wir den nicht invertierenden Eingang (an die reale Erde) erden und den invertierenden Eingang mit dem Ausgang verbinden, um eine negative Rückkopplungsschaltung zu bilden. dh das Bild unten
Wenn dann zwischen den beiden Eingängen eine Spannung anliegt, erzeugt der Ausgang Spannung. Aber WARTEN ... Diese Ausgangsspannung wird nicht in Bezug auf die reale Erde erzeugt - sondern in Bezug auf das Negativ der schwebenden Gleichstromversorgung (wie in der verknüpften Antwort und zuvor erklärt)! Das heißt, wenn die -Vsupply immer noch eine Spannung von 1 V bezüglich der realen Erde hat, wird der Ausgang immer plus 1 V bezüglich der realen Erde sein!
Nun, ich habe auch Experimente zu dieser Frage gemacht, die mich seit mehr als einer Woche verwirrt. Ich bin überhaupt nicht auf solche Probleme gestoßen, da selbst für die schwebende Gleichstromversorgung immer noch gute null Volt in Bezug auf Masse (reale Erde) beibehalten wurden ... Ich weiß nicht, warum eine schwebende Gleichstromversorgung so gut funktionieren kann , genau wie eine geerdete ... (Warum? Bitte sagen Sie mir warum) - Aber immerhin ist es schwebend - was bedeutet, dass es keine Garantie dafür gibt, dass die negative Seite der DC-Versorgung immer genau 0 V in Bezug auf die reale Erde ist. ..
Ich bin ein ziemlicher Laie in Sachen Elektrik. Gibt es etwas, das ich oben falsch verstanden habe? In der Tat scheint mir das Konzept des Erdens und Schwebens höllisch schwer ...
Da die Ausgangsverstärkung eines Operationsverstärkers so groß ist, spielt es keine Rolle, ob das Erdungssymbol für die Ausgangsspannungsquelle die -ve-Schiene, die +ve-Schiene oder ein Punkt in der Mitte zwischen den beiden ist, zwischen denen die Fehler liegen diese Punkte werden durch den Offset-Spannungsfehler des Verstärkereingangs in den Schatten gestellt.
Das Erdungssymbol ist wohl wegen Überfülle dargestellt, aber offensichtlich inkonsequent durchgezogen, der Autor warnt davor, die auf nichts bezogene Ausgangsspannungsquelle darzustellen.
Die Ausgangsspannungsquelle liefert Strom von der +ve-Schiene und senkt Strom zur –ve-Schiene. Der tatsächliche Punkt, auf den sich die Verstärkungsgleichung bezieht, ist ein Punkt zwischen den Schienen, der durch Verhältnisse von Widerständen und entweder expliziten oder Streukondensatoren festgelegt wird, sodass er mit der Frequenz variiert.
Das Erdungssymbol im Operationsverstärker in Ihrem oberen Bild soll die genaue Mittenspannung zwischen den Vpos- und Vneg-Versorgungen darstellen. Wenn Sie also Vneg mit Masse verbinden, liegt der natürliche Mittelpunkt zwischen Vpos und Masse.
Aber es ist nur eine Annäherung an die Dinge UND, es spielt keine Rolle, ob Sie davon ausgehen, dass es relativ zum negativen Versorgungspin ist, weil ... die hohe Verstärkung des Operationsverstärkers (und die negative Rückkopplung) dafür sorgen, dass der Eingang Vin - gleich dem Eingang Vin+ und das zwingt Vout, genau das zu sein, was es sein muss, um sicherzustellen, dass die Situation so bleibt. Das bedeutet, dass Vin+ zum „Königs“-Referenzpunkt wird.
Ein Operationsverstärker ist so konzipiert, dass er mit negativer Rückkopplung arbeitet. Vernachlässigen Sie im folgenden Schema Offset-Spannung und -Strom und gehen Sie davon aus, dass der Operationsverstärker in seinem linearen Bereich arbeitet.
oder
Aus dieser Gleichung geht hervor, dass die „Masse“, auf die sich der Ausgang bezieht, versorgt wird . Es ist nicht intrinsisch mit der negativen Schiene der Stromversorgung oder mit einer Erdung in einer geteilten Stromversorgung verbunden. Wir könnten binden zu einem von beiden (unter der Annahme, dass der Operationsverstärker im ersten Fall "Rail-to-Rail" ist), aber wo die "Masse" des Ausgangs eingestellt wird, ist einfach die Wahl des Designers.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Benutzer253751
Das Photon
jnovacho