Was ist der Unterschied zwischen A und G bei Operationsverstärkern?


Antwort 1:

Lassen Sie mich mit 'G' beginnen. 'G' ist die Regelverstärkung der Schaltung, bei der es sich um den kombinierten Operationsverstärker- und Rückkopplungspfad handelt. Der Pfad kann entweder einfache Widerstände, Widerstände und Kappen oder ein komplexer Pfad sein, der Dioden, L, Cs, Transistoren usw. enthält.

'A' ist die Open-Loop-Verstärkung bei DC. Dies ist der Gewinn des Operationsverstärkers für sich. Es wird üblicherweise in V / uV oder dB für die meisten modernen Verstärker ausgedrückt.

Um von dB in V / uV umzuwandeln, gehen Sie wie folgt vor: V / uV = (10 ^ -6) * 10 ^ (dB / 20) = 10 ^ ((db / 20) -6)

Wenn 'A' 300 V / uV beträgt, wenn die Eingänge des Verstärkers 1 uV voneinander entfernt sind, würde der Verstärker 300 V ausgeben. Die meisten Verstärker können keine 300 V erzeugen, aber die Verstärkung gilt bei kleineren Eingängen, sodass ein Eingang von 1 nV 3 mV erzeugen würde. 'A' erzeugt einen Fehler in Ihrer Regelverstärkung. Normalerweise ist dieser Fehler klein genug, um ignoriert zu werden, da 'A' viel, viel größer als 'G' ist.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass 'A' die Gleichstromverstärkung ist. Bei höheren Frequenzen nimmt die Verstärkung im offenen Regelkreis ab und der resultierende Verstärkungsfehler kann einen großen Einfluss haben. GBW ist Gain * BandWidth und approximiert die Beziehung zwischen der Verstärkung im offenen Regelkreis und der Bandbreite des Signals. Manchmal wird dies als GBWP oder Gain-Bandwidth-Produkt bezeichnet. Das ist gleich. Die Open-Loop-Verstärkung reicht vom Wert im Datenblatt bis ungefähr 1,0 V / V bei der GBW-Frequenz. Der verringerte Wert für die Verstärkung im offenen Regelkreis ist Ihre effektive Verstärkung im offenen Regelkreis bei Frequenz oder 'A_ef'.

Am Beispiel von OPA547: Es hat eine Open-Loop-Verstärkung von mindestens 100 dB bei 10 Hz. Wir gehen davon aus, dass es bei DC genauso ist. V / uV = 10 ^ ((100/20) -6) = 10 ^ (5-6) = 10 ^ -1 = 0,1 V / uV oder 100 kV / V. Es ist nicht sehr hoch, aber es ist auch nicht schlecht. Das GBW beträgt 1 MHz. Wenn wir bei 10 kHz sind, sinkt die effektive Verstärkung im offenen Regelkreis auf ungefähr 1 MHz / 10 kHz = 100 V / V, was ein ziemlicher Abfall ist. Dieses Ergebnis stimmt auch mit der Abbildung im Datenblatt überein. Bei nur 100 V / V muss möglicherweise der Fehler aus der effektiven Verstärkung im offenen Regelkreis berücksichtigt werden.


Antwort 2:

Ich möchte hier eine andere Perspektive hinzufügen und antworten, warum A und G?

Die Eingangsstufe des Operationsverstärkers ist ein Differenzverstärker, der unter Verwendung von Transistoren realisiert wird. Die Verstärkung dieser Verstärker wird als A dargestellt; ist inhärent abhängig von der Transkonduktanz von Transistoren. Die Transkonduktanz (üblicherweise als gm bezeichnet) ist eine Funktion der Leitfähigkeit der Dotierstoffe, die wiederum die Funktion der Temperatur ist.

Ihr A ist also die temperaturabhängige Verstärkung, was bedeutet, dass Ihr Opamp an Orten mit unterschiedlicher Temperatur unterschiedliche Verstärkungen aufweist (dh Sie müssen unterschiedliche Verstärker für unterschiedliche Orte bauen, was lächerlich ist).

Um dieses Problem zu lösen, wird ein negatives Rückkopplungskonzept verwendet. Der negative Rückkopplungspfad tastet den Ausgang ab und speist den Eingang, der die Verstärkung gegen die Änderung der Temperatur auf Kosten der Verringerung der Verstärkung stabilisiert.

Diese reduzierte Verstärkung wird als Closed-Loop-Verstärkung G = (A / (1 + Af)) bezeichnet. wobei f der Rückkopplungsfaktor ist.

Wenn wir A und f so wählen, dass das Produkt Af >>> 1 ist, dann ist G = (1 / f); f ist unabhängig von der Temperatur oder anderen Schwankungen. Durch negative Rückkopplung können wir also die Verstärkung stabilisieren

Das ist alles was ich zu A und G zu sagen habe, hoffe das hilft !!!