Zakres napięcia wejściowego opamps

Rozumiem, że dla idealnego opampa Vo jest ograniczona przez Vee i Vcc (tj. Vee <Vo <Vcc).

A co z zakresem napięcia wejściowego? Jaki jest dopuszczalny zakres napięcia wejściowego, w którym opamp działa normalnie? Czy możemy zastosować napięcia Vn i Vi poniżej Vee lub powyżej Vcc? Czy w przypadku opampów z pojedynczym zasilaniem możemy zastosować ujemne napięcia wejściowe?

Czy opamp jest idealną, praktyczną koleją zmieni kolejność odpowiedzi na to pytanie?

• W normalnej pracy V + i V- są takie same. Jeśli się różnią, wzmacniacz operacyjny jest używany jako komparator.

• Ważną specyfikacją przy wyborze wzmacniacza operacyjnego jest zakres „wejściowego napięcia w trybie wspólnym”. Napięcia na wejściach muszą znajdować się w tym zakresie, aby zapewnić prawidłowe działanie.

• Niektóre wzmacniacze operacyjne to „RRIO” lub wejście / wyjście szyna-szyna. Jak można się domyślić, oznacza to, że zakres wejściowego trybu wspólnego przechodzi od szyny Vee do szyny Vcc.

• Niektóre wzmacniacze operacyjne, które zawierają tylko szynę Vee w zakresie trybu wspólnego, są nazywane wzmacniaczami operacyjnymi „pojedynczego zasilania”.

Oto specyfikacja w arkuszu danych LM324:

Należy zauważyć, że niektóre wzmacniacze operacyjne mogą zachowywać się bardzo dziwnie, jeśli którekolwiek napięcie wejściowe znajdzie się zbyt blisko szyn zasilających. Jeśli wzmacniacz operacyjny ma na przykład zakres napięcia w trybie wspólnym, który rozciąga się na przykład do 0,5 wolta, to wyraźnie oznaczałoby, że jeśli oba wejścia są poniżej 0,5 wolta, wzmacniacz operacyjny może nie być w stanie odróżnić, który jest wyższy. Jednak w niektórych takich wzmacniaczach operacyjnych wejście, które spada poniżej 0,5 wolta, może być uważane za wyższe niż inne wejście - nawet jeśli drugie wejście jest znacznie powyżej 0,5 wolta.

(1) Co wszyscy powiedzieli.

(2) Należy zauważyć, że kilka opamp może wychylić się nieco poza szyny zasilające - osiąga się to poprzez generowanie napięć w opampie, które nadają mu rzeczywiste napięcie robocze szersze niż dostarczane.

(3) Należy pamiętać, że zakres trybu wspólnego to dopuszczalne napięcie, które musi znajdować się w obu wejściach. To nie jest różnica między nimi. Jeśli któryś z nich jest poza zakresem, nie gwarantuje się, że zadziała.

Zakres napięcia wejściowego może się różnić, ale musi mieścić się w napięciu zasilania (możesz zobaczyć takie, które mogą wzrosnąć np. O 0,3 V powyżej / poniżej), więc jeśli pojedyncze zasilanie nie jest dozwolone, napięcia ujemne.
Zależy to od konfiguracji różnicowego stopnia wejściowego, niektóre opampy wykorzystują komplementarną parę wejściową (równolegle kanał P i kanał N), aby uzyskać wejście od szyny do szyny, przy czym każda para pokrywa część zakresu.
Zazwyczaj w arkuszach danych będą informacje o zakresie wejściowym trybu wspólnego, oto przykład opampa bez zakresu wejściowego między szynami (specyfikacje dotyczą +/- 5 V):

Specyfikacja, której szukasz, nosi nazwę „zakresu wspólnego trybu wejściowego” i prawie zawsze ogranicza się do szyn zasilających. Na wielu opampsach jest ograniczony do nieco mniej w jednym lub obu kierunkach.

Możesz wziąć normalny opamp i zrobić taki z dużym zakresem napięcia wejściowego przekraczającym limity zasilania, umieszczając dzielnik rezystora przed każdym wejściem. Napięcie przesunięcia wejściowego również zostaje pomnożone przez tę samą wartość i zmniejszy się po odrzuceniu trybu wspólnego do tego stopnia, że ​​dzielniki nie zostaną dokładnie dopasowane.

Jeśli twój sygnał wejściowy to AC, to możesz uzyskać bardzo duży zakres wspólnego trybu wejściowego przez sprzęgło transformatora.

Należy jednak pamiętać, że w falowniku wejście do rezystora podłączonego do wejścia odwracającego może być znacznie większe niż limit wzmacniacza operacyjnego. Ogólna funkcja obwodu może często utrzymywać wejście odwracające w zasięgu.