Wie wird in einem realen Operationsverstärker sichergestellt, dass sich Vn und Vp unterscheiden und nicht gleich sind?

Ich war verwirrt über Operationsverstärker und stellte diese Frage: Warum nähert sich Vn in einem Operationsverstärker Vp, bis die Differenz Delta V / A ist? Warum ist Vn nicht gleich Vp? und wirklich hilfreiche Antworten bekommen.

Ich weiß jetzt, warum sich in einem realen Operationsverstärker Vn von Vp unterscheiden muss; Vn kann nicht einfach gleich Vp sein, sonst ist die Ausgangsspannung gleich 0. Wie stellt ein realer Operationsverstärker jedoch sicher, dass sich Vp und Vn um einen kleinen Betrag unterscheiden? Wie wird sichergestellt, dass Vn nicht auf Vp ansteigt? Wie wird sichergestellt, dass die Differenz zwischen Vp und Vn Vp - (Vp - Vn) / A anstelle von 0 ist?

Angesichts der Tatsache, dass ein echter Verstärker eine endliche (aber große) Verstärkung hat, wie hoch wäre die Ausgangsspannung, wenn die Eingangsspannung genau 0 V beträgt?
@ThePhoton Wenn die Eingangsspannung genau 0 ist, ist die Ausgangsspannung 0. Deshalb steigt Vn nicht an, bis es Vp erreicht. Wie wird jedoch in der realen Welt (und vielleicht ist dies eine Hardwarefrage) tatsächlich sichergestellt, dass Vn Vp nicht erreicht, sondern stattdessen an einem Schwellenwert stoppt (so dass die Ausgangsspannung NICHT 0 ist)?
Physikalisch verursacht die Eingangsspannung die Ausgangsspannung, nicht umgekehrt. Wir rechnen einfach oft rückwärts, weil es die Mathematik einfacher macht.

Antworten (1)

Im folgenden Beispiel wird ein sehr einfaches Modell für einen Operationsverstärker verwendet. Zum Aufbau eines nicht-invertierenden Verstärkers wird eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle mit einer Verstärkung von 1000 verwendet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie sehen, ist eine Differenz von etwa 2 mV erforderlich, um am Ausgang eine Spannung von etwa 2 V zu erhalten (da die Verstärkung 1000 beträgt). Bei kleinerer Differenz am Eingang wird die Ausgangsspannung reduziert und die Spannung am invertierenden Eingang kleiner. Es ist also tatsächlich die externe negative Rückkopplung, die für eine Differenzspannung ungleich Null sorgt, und nicht der Operationsverstärker selbst. Es bietet nur einen hohen Gewinn.

Das macht so viel mehr Sinn! Eine kurze Frage: Woher würde in einem Spannungsfolger (einem Operationsverstärker ohne die Widerstände in der negativen Rückkopplungsschleife) die Differenzspannung ungleich Null kommen?
Gleiches Prinzip. Bei 1V am nichtinvertierenden Eingang benötigen wir 1V am Ausgang, also 1mV Differenz am Eingang (bei einer Verstärkung von 1000).
Ich folge dem, was Sie sagen, aber ich verstehe die Reihenfolge nicht - Sie sagen, wir wissen, dass wir eine bestimmte Spannung am Ausgang benötigen, und dies sagt uns, wie hoch die Spannungsdifferenz ist (daher wissen wir, wie hoch die Spannung ist der invertierende Eingang ist). Dies bedeutet, dass die Ausgangsspannung die Eingangsspannung am invertierenden Anschluss bestimmt. Aber ist es nicht umgekehrt? Ist es nicht die Eingangsspannung (und das Differential), die die Ausgangsspannung bestimmt?
Hier kommt der Feedback-Mechanismus ins Spiel. Der Ausgang wird zum Eingang des Verstärkers rückgekoppelt, und dies führt zu der erforderlichen Eingangsspannung, um die durch das Rückkopplungsnetzwerk festgelegten Bedingungen zu erfüllen. Eine gute Strategie, um das Konzept des Feedbacks zu verstehen, besteht darin, sich eine unerwünschte/unrealistische Situation vorzustellen. ZB Differenzspannung etwas zu hoch, zu niedrig oder sogar Null. Für eine sich gut verhaltende Rückkopplungsschleife sollte dies zu einem Zustand führen, der die Schaltung wieder in einen stabilen Zustand bringt.
Wie wird in einem realen Operationsverstärker sichergestellt, dass sich Vn und Vp unterscheiden und nicht gleich sind?
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