Würde das Ausgangssignal das Eingangssignal beeinflussen, wenn der Operationsverstärker gesättigt ist?

Ich habe gelernt, dass der Operationsverstärker gesättigt ist, wenn das Ausgangssignal zu groß ist.

Meine Frage ist, würde der Sättigungsausgang das Eingangssignal beeinflussen, zum Beispiel die Amplitude des Eingangssignals ändern, Eingangsverzerrungen verursachen oder irgendetwas anderes? Danke schön!

Ja, das kann es wirklich, aber denken Sie daran, dass diese Seite kein Diskussionsforum ist.
Können Sie uns ein Beispiel für einen Fall zeigen, in dem "Eingangsverzerrung" ein Problem wäre?
@DaveTweed: Nur zu jeder Zeit wäre eine Eingangsverzerrung ein Problem ... wie wenn sie frühere Stufen beeinflusst, etwas in einem Bus verstärkt, wenn sie dazu führt, dass EMI emittiert wird ... Sie wissen, all diese Fälle, die Sie anscheinend nie haben in etwas Rennen.
@Andyaka: Entschuldigung dafür. Aber ich stelle keine Diskussion auf. Ich will nur die Antwort wissen. Vielleicht sollte ich das nächste Mal eine detailliertere Frage stellen.
@DaveTweed: Genau wie iAdjunct sagte, verwenden viele verschiedene Stufen dasselbe Eingangssignal. Wenn der gesättigte Ausgang einer Stufe das Eingangssignal beeinflussen würde, wären alle anderen Stufen betroffen.
@iAdjunct: danke für deine Erklärung! Können Sie mir sagen, warum und wie sich die gesättigte Ausgabe auf die Eingabe auswirkt?
@billyzhao: AFAIK, der Operationsverstärker sollte die Verzerrung nicht von selbst zurückgeben. Wenn Sie Rückkopplungswiderstände haben, die den Eingang tatsächlich mit dem Ausgang verbinden (wie der richtige Operationsverstärker hier: tinyurl.com/o2s2wo6 ), können Sie Ausgangsspannungen beeinflussen Eingangsspannungen. Aber wenn Ihre Schaltung wie die richtigen Operationsverstärker aussieht, ist Ihr Operationsverstärker möglicherweise defekt ... Oder Sie verwenden zu hohe Frequenzen oder Ströme. Ein richtig verwendeter Operationsverstärker sollte keinen furchtbar spürbaren Einfluss auf den Eingang haben.

Antworten (2)

Ja, in jedem Fall, in dem eine Rückkopplung den Eingang berührt (viele Fälle wie invertierende Verstärker, Sallen-Key-Filter usw.) und die Quellenimpedanz größer als Null ist (alle realen Fälle), haben Sie einen gewissen Effekt, wenn die Ausgang gesättigt.

Das einfachste Beispiel ist wahrscheinlich ein invertierender Verstärker - sagen wir, Sie haben eine Verstärkung von -1 mit zwei 5K-Widerständen und eine Quellenimpedanz von 100 Ohm.

Wenn der Verstärker nicht gesättigt ist, "sieht" der Eingang wie ein 5K-Widerstand gegen Masse aus, sodass die Spannung von der Quelle (unter Berücksichtigung des Innenwiderstands) einfach das 5000/5100-fache der unbelasteten Ausgangsspannung beträgt. Es wird also um ~2% gedämpft, aber keine Verzerrung, wenn der Verstärkerausgang genau folgt. Wenn der Verstärker jetzt gesättigt ist, erscheint er als 10K-Widerstand für die gesättigte Ausgangsspannung, sodass die Steigung des Ausgangs etwas zunimmt (auf ~ 1% Dämpfung) und Sie einen Wendepunkt und eine gewisse Verzerrung haben.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Vielen Dank für Ihre Antwort! Aber warum sollten es 10 kOhm bis zum gesättigten Ausgang sein? Meinen Sie damit, dass der virtuelle Boden derzeit nicht funktioniert? Außerdem kann ich immer noch nicht verstehen, warum und wie eine gesättigte Ausgabe dazu führt, dass die Eingabe verzerrt wird?
Sobald der Verstärker gesättigt ist, ist er keine virtuelle Masse mehr, sodass der Spannungsabfall über dem 100-Ohm-Innenwiderstand mit zunehmender Größe der Eingangsspannung in der Größe der Steigung abnimmt. Das ist die am obigen Knoten IN gemessene Verzerrung.

Bei einem Rückkopplungsverstärker – einer normalen Operationsverstärkerschaltung – wird die Rückkopplung verzerrt, wenn der Ausgang verzerrt ist. Das Feedback wird in den Eingang zurückgeführt, sodass der Eingang verzerrt wird, wenn der Ausgang verzerrt ist. Und die Ausgabe wird verzerrt, wenn der Operationsverstärker gesättigt ist.

Ein Operationsverstärker selbst ist ohne umgebende Schaltung ein mehrstufiger Verstärker. Wenn es gesättigt ist, könnte es jede Stufe des Verstärkers sein, die zuerst gesättigt ist. Es könnte die Eingangsstufe sein. Es könnte sein, dass das, was Sie als "Ausgangssättigung" sehen, "Eingangssättigung" ist und Sie ein "verzerrtes Eingangssignal" haben, weil der Eingang gesättigt ist.

Oder es könnte eine Zwischenstufe sein, die zuerst gesättigt wird, was zu einer Belastung der Eingangsstufe führt, die Vorspannung abzieht und eine "Eingangsverzerrung" verursacht.

Es könnte sogar sein, dass Ihre Ausgangsverzerrung die Stromleitungen herunterzieht und Versorgungsstörungen verursacht.

Jeder Fall von Eingangsverzerrung könnte (und würde wahrscheinlich) von einer tatsächlichen Eingangsimpedanzmodulation begleitet werden. Und wenn Sie eine Quellenimpedanz haben, wird das Eingangssignal auch verzerrt, wenn die tatsächliche Eingangsimpedanz verzerrt wird.

Natürlich ist es nicht normal, einen Operationsverstärker in einer Open-Loop-Konfiguration zu verwenden. Dafür sind sie nicht ausgelegt und werden auch nicht dafür verwendet. Normalerweise sehen Sie eine Eingangssignalverzerrung sowohl direkt, weil das Rückkopplungssignal verzerrt ist, als auch indirekt, weil die scheinbare Eingangsimpedanz von der Verstärkung abhängt.

Würde das Ausgangssignal das Eingangssignal beeinflussen, wenn der Operationsverstärker gesättigt ist?
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