Fysik

Kredsløbsteknik - Ideel operationsforstærker

22. februar 2012 af NejTilSvampe

P14.20. For each of the circuits shown in Figure
P14.20, assume that the op amp is ideal and
find the value of v0 . Each of the circuits has
negative feedback, so the summing -point
constraint applies.

http://dl.dropbox.com/u/91554/OPAMP%20KLT.png

Min første indskydelse var at svaret blot var:

Men som i kan se, er jeg kommet frem til svaret v0 = 150nV vha. simulering. Hvordan beregner jeg dette?

Jeg tænker lidt at da ledningsevnen i minus indgangen på operationsforstærkeren er 0, går strømmen ikke ind over modstanden. For så bør v0 = 0  være tilfældet, korrekt?

I så fald er der en fejl eller måleafvigelse i simuleringsværktøjet. Så er der andre forslag?


Brugbart svar (0)

Svar #1
22. februar 2012 af hesch (Slettet)

De 3 mA løber ikke gennem modstanden, men ind i operationsforstækerens udgang. Hvis du dividerer de 3 mA med operationsforstærkeren strømforstærkning, får du den indgangsstrøm forstærkeren skal bruge for at "trække" udgangsstrømmen. Denne indgangsstrøm bevirker et spændingsfald over modstanden = 150 nV.


Brugbart svar (1)

Svar #2
22. februar 2012 af hesch (Slettet)

PS: Jeg kan godt se, at der er tale om en ideel forstærker ( strømforstærkning = ∞ ? ), men det synes din simulator så ikke, at den skal være :)


Svar #3
23. februar 2012 af NejTilSvampe

Tak for svaret, det var også det jeg gik ud fra.

Et andet lidt urelateret spørgsmål er, hvorfor er elektrikere og ingeniøre så glade for " ∞ "

Er det ikke bedre at sige, at ledningsevnen er 0, frem for at sige at modstanden er ∞ og omvendt?


Brugbart svar (0)

Svar #4
23. februar 2012 af hesch (Slettet)

Det er jo to sider af samme sag. Det interessante er her, at din simulator og i særdeleshed den processor, der ligger bag programafviklingen, ikke kan håndtere " ∞ ". Derfor kan den ideelle operationsforstærker med en strømforstærkning = ∞ ikke indgå i beregningerne, og simulatoren må anvende en forstærkning på 300000000 i stedet. Heraf de 150 nV. ( Jeg gætter ).


Svar #5
23. februar 2012 af NejTilSvampe

jaja det er jeg med på, men i dagligt tale når vi snakker elektronik er det også uendelige modstande istedet for bare at sige 0 ledningsevne. Uendelighedsbegrebet er et meget farligt begreb, man undgår meget forvirring ved at sige 0 ledningsevne efter min mening.

F.eks. en open circuit siger man tit har uendelig modstand ... det er jo klart når der ikke kan lede strøm igennem, men er det så ikke lettere at sige at en open circuit ingen ledningsevne har?

Altså det svarer til at sige, at der er en "usynlig uigennemtrængelig væg der spærrer", frem for blot at sige; "der er ikke forbindelse den vej." - det første kræver en livlig fantasi, mens det sidste bare er sund fornuft.


Brugbart svar (0)

Svar #6
23. februar 2012 af hesch (Slettet)

Jooh, du kan vel også kalde en uendelig modstand for en isolator.

I praksis, hvor forstærkere monteres på et print, vil en ledningevne = 0, set ind i et indgangsben på en forstærker, aldrig forekomme, bl.a. på grund af krybestrømme på printet og i forstærkerens plastikhus. Derfor er denne formulering lige så "farlig", set med simulatorøjne, da processoren ikke kan håndtere beregningen: 1/ledningsevnen.

Når du skal lave et simuleringsprogram, der tager udgangspunkt i anvendelse i den praktiske verden, må du lægge en strategi, der tilgodeser fordele og ulemper ved ∞ og division med 0. Folkene omkring programdesign af din simulator, har givetvis vurderet denne strategi, med henblik på minimering af praktiske regneunøjagtigheder, og har opnået en offsetspænding på indgangen = 150 nV ( i praksis nærmest umåleligt ) og en "ideel" strømforstærkning = 300000000 ( i praksis ikke "meget mindre end" ∞ ). Prøv i et katalog, at finde forstærkere med offsetstrømme og offset spændinger af disse størrelsesordener.

Igen: din simulator er udviklet til praktisk brug, og det er nok den, det er mest interessant at tale om her  :)


Skriv et svar til: Kredsløbsteknik - Ideel operationsforstærker

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.