Was bewirkt, dass der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers Strom leitet?

Als ich diese Schaltung analysierte, um zu verstehen, dass sie funktioniert, blieb ich an einem Punkt hängen. Schau dir mal diese Schaltung an. Wenn der Wert des Rückkopplungswiderstands 2,2 k beträgt, wie in Abb. gezeigt, habe ich die erwartete Ausgabe mit dem DC-Offset am Ausgangspin erhalten. Am invertierenden Eingangspin dieses Operationsverstärkers fließt ein Strom von einigen nA. Am invertierenden Eingang liegen nur 3mVrms Spannung an.

Wenn ich den Rückkopplungswiderstand auf 100 k erhöhe, wird auch die Verstärkung erhöht. Ich habe verstanden. Aus diesem Grund wird auch das Ausgangssignal abgeschnitten, da der Spannungshub auf der positiven und negativen Seite auf 5 V begrenzt ist.

Der faszinierende Teil ist der invertierende Eingang des Operationsverstärkers. Nachdem die Verstärkung auf 100k erhöht wurde, beginnt eine beträchtliche Strommenge von bis zu einigen Mikroampere Strom zu fließen. Dies verursacht einen Abfall von etwa 3,3 Vrms auf der invertierenden Eingangsseite.

Die Frage ist, warum der Stromfluss am invertierenden Eingangspin zunimmt, nachdem die Verstärkung des Operationsverstärkers über den Rückkopplungswiderstand erhöht wurde. Was passiert da?

Auch den Spannungsabfall von 3Vrms am invertierenden Eingang konnte ich per Rechnung nicht bringen.

Bitte helfen Sie mir zu verstehen !!!

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Antworten (1)

Wenn der Operationsverstärker auf seine Schienen trifft, kann er seinen invertierenden Ausgang nicht mehr durch Rückkopplung gleich seinem nicht invertierenden Ausgang halten.

Erstens gibt es keine Garantie (sofern nicht im Datenblatt angegeben), dass die Pins bei einer großen Gegentaktspannung an den Eingängen nicht viel Strom ziehen.

Zweitens treiben Sie das Ding mit einer Versorgung von mehr als 500 VRMS an. Ich würde erwarten, dass Sie den invertierenden Eingang abwechselnd zwischen VCC und VEE auf die Stromversorgungsschienen bringen. In dieser Situation zieht der Chip natürlich Strom - bei den meisten Chips können Sie einfach davon ausgehen, dass dieser Strom fließt, wenn Sie einen Eingang über VCC oder unter VEE bringen.

Also - verwenden Sie Ihren Operationsverstärker als Operationsverstärker, und er wird glücklicher sein.

Ich würde vorschlagen, dass Sie, da Sie hier offensichtlich die Spannung absenken und der Eingang größer als die Stromversorgung ist, einen Spannungsteiler verwenden, gefolgt von einer viel kleineren Verstärkung. Ich würde die Dinge so entwerfen, dass bei aus der Schaltung entferntem Operationsverstärker keiner seiner Pins außerhalb des Bereichs getrieben wird v E E v v C C . Auf diese Weise wissen Sie, dass Sie, selbst wenn irgendwo ein Komponentenfehler auftritt, viel weniger wahrscheinlich große Spannungen in Ihren Stromkreis einlassen.

Hallo Timo, danke für deine Antwort. // Wenn der Operationsverstärker auf seine Schienen trifft, kann er seinen invertierenden Ausgang nicht mehr durch Feedback gleich seinem nicht invertierenden Ausgang halten // Dieser Punkt ist mir neu. Ist es eine Eigenschaft des Operationsverstärkers? Warum kann es invertierende und nicht invertierende Ausgänge nicht gleich halten, wenn es auf Schienen trifft?
Immer wenn der Ausgang gesättigt ist, fällt die Verstärkung auf 0, daher kann die Eingangsdifferenz nicht null sein
@CNA, Schauen Sie sich das R1-R8-Netzwerk an, das zwischen der Eingangsspannungsquelle V3 und dem Ausgang des Operationsverstärkers angeschlossen ist. Dies ist eine Summierschaltung, die von zwei sich entgegengesetzt ändernden Spannungen angesteuert wird; infolgedessen ist seine an den invertierenden Eingang angelegte Ausgangsspannung V(-) Null ("virtuelle Masse"). Wenn jedoch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers die Versorgungsschiene erreicht, ändert sie sich nicht mehr ... aber V3 ändert sich weiter ... und die Spannung V (-) des invertierenden Eingangs beginnt (mit einer gewissen Dämpfung) V3 zu folgen ... The Virtuelle Masse ist keine Masse mehr ... und die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen ist nicht Null.
Hallo Tony, danke für den Kommentar.
Hallo Schaltungsfan, danke für die tolle Erklärung. Nach meinem Verständnis lautet Ihre Aussage, wenn der Ausgang des Operationsverstärkers die Schienenversorgung erreicht und der Eingang am Eingang des Operationsverstärkers immer noch geändert wird, beginnt der Eingang des Operationsverstärkers zu leiten. In diesem Fall liegt der leitende Eingang am invertierenden Teil. Habe ich recht?
Hallo Tony, könntest du etwas ausführlicher sein? Warum geht die Verstärkung auf 0? Was bedeutet, dass nach der Sättigung, wenn der Eingang angelegt wird, der verbleibende Wert wohin im Operationsverstärker geht?