Warum haben ideale Operationsverstärker eine Null-Offset-Spannung?

Warum haben ideale Operationsverstärker eine Null-Offset-Spannung? Liegt das daran, dass es unendlichen Gewinn hat?

Dies ist eine technische Frage, aber es ist wirklich nur eine Definition dessen, was Sie ein "ideales OP" nennen. Sie können unendliche Verstärkung, unendliche Bandbreite, Null-Offset, Null-Rauschen, perfekte Linearität usw. fordern, wenn Sie möchten, oder Sie lockern eine dieser Anforderungen, behalten aber eine Kombination der anderen bei. In der Praxis macht es wenig Sinn, eine Schaltung mit einem idealen OP zu berechnen/simulieren, die Realität wird Sie einholen, sobald Sie die Schaltung bauen, sodass Sie bereits auf der konzeptionellen Ebene besser verstehen, wie sie sich mit einem echten OP verhält.
denn wenn Sie einen idealen Operationsverstärker als einen mit unendlicher Verstärkung definieren würden, dann hätte seine Open-Loop-Antwort eine unendliche Ausgangsspannung, wenn er auch einen Offset ungleich Null hätte.
"Warum haben ideale Operationsverstärker eine Null-Offset-Spannung?" Denn das ist Teil der Definition von "idealem Operationsverstärker".

Antworten (3)

Offset ist nicht ideales Verhalten. Aus diesem Grund hat ein idealer Operationsverstärker per Definition keinen Offset.

Dies ist jedoch keine Voraussetzung, auch wenn ein unendlicher Verstärkungsoffset enthalten sein kann, da Operationsverstärker normalerweise in einer Rückkopplungskonfiguration verwendet werden, die die Verstärkung des Regelkreissystems reduziert.

Warum haben ideale Operationsverstärker eine Null-Offset-Spannung?

Ein Operationsverstärkerausgang wird durch die Formel angegeben v Ö U T = G Ö L ( v + − v − ) . dh der Ausgang ist die Open-Loop-Verstärkung multipliziert mit der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen. Wenn v + ist etwas höher als v − dann neigt der Ausgang dazu, die positive Versorgungsschiene zu schwingen und umgekehrt.

In der Praxis kann es zu einem kleinen Versatz zwischen den beiden Eingängen kommen. Dies hat zur Folge, dass der Übergang, an dem der Ausgang die Polarität ändert, um einige mV verschoben wird. zB bei einer Offsetspannung von 1 mV die v + Eingabe müssten die überschreiten v − Eingang um 1 mV, bevor der Ausgang positiv wird.

In vielen Schaltungen ist die Offset-Spannung nicht allzu wichtig. In Situationen mit hoher Verstärkung kann dies zu Problemen führen, da die Offset-Spannung einen Fehler am Ausgang erzeugt G v Ö F F S e T , wobei G die Regelkreisverstärkung ist. Dies kann Fehler in der Genauigkeit der Schaltung (z. B. einer Messschaltung) verursachen oder dazu führen, dass der Operationsverstärker auf eine der Versorgungsschienen trifft und eine Ausgangsbegrenzung verursacht.

Ein idealer Operationsverstärker hat eine Null-Offset-Spannung.

Liegt das daran, dass es unendlichen Gewinn hat?

Nein. Es steht nicht in direktem Zusammenhang mit dem Gewinn.

Denken Sie darüber nach, was ein Operationsverstärker tun soll. Es kann als Komparator verwendet werden, wobei in diesem Fall ein Offset Fehler einführt. Es kann auch in einer Konfiguration mit negativer Rückkopplung verwendet werden. In diesem Fall führt der Offset auch zu Abweichungen von dem, was der Opamp tun soll.

Betrachten Sie die Follower-Konfiguration: AnhängerDie Rückkopplung stellt sicher, dass der Pluspol gleich dem Minuspol ist. Du steckst 1V rein und bekommst 1V raus. Nehmen Sie nun an, dass Sie einen Offset von 0,1 V zwischen den Anschlüssen haben. Der Eingang ist immer noch 1 V, aber der Ausgang wird 1,1 V sein.

Sie sehen, dass wir in den Konfigurationen, in denen wir den Operationsverstärker verwenden möchten, wünschen, dass der Offset Null ist. Aus diesem Grund definieren wir den idealen Operationsverstärker so, dass er keinen Offset hat. Das ist das Ideal, das wir zu erreichen versuchen.

Warum haben ideale Operationsverstärker eine Null-Offset-Spannung?
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