Verwirrt über den inneren "Boden" von opamp
(Nun. Ich spreche in dieser Frage NICHT von "virtuellem Boden" /)
Wie diese Abbildung gezeigt hat, kann ein Opamp wie folgt angesehen werden:
Wir alle wissen , dass ein opamp wie diese hat zwei Eingänge und einen Ausgang - die Eingangsspannung ist einfach die Spannung zwischen den beiden Eingängen - aber für Ausgangsspannung, es sieht aus wie (aus der Abbildung oben) gibt es einen „Boden“ Symbol innerhalb der opamp.
Was ist dieses "Erdungs" -Symbol, da der Operationsverstärker keine mit der Erde (der realen Erde) verbundenen Anschlüsse hat? Diese Antwort gibt eine gute Erklärung und zeigt, dass "Masse" tatsächlich die negative Elektrode der Gleichstromversorgung ist (Die -V-Versorgung in der obigen Abbildung).
(Warten Sie! Markieren Sie es nicht als Duplikat. Lesen Sie weiter.)
Aber genau hier taucht meine Frage auf: Ich weiß, dass die meisten Gleichstromversorgungen nicht an der realen Erde geerdet sind - dh sie schweben. Daher wissen wir nicht, welche Spannung sich auf die reale Erde bezieht. Vielleicht hat es am negativen Ende der Gleichstromversorgung immer noch eine Spannung von beispielsweise 1 V, die sich auf die reale Erde bezieht.
Dies ist alles in Ordnung, bis wir den nicht invertierenden Eingang (zur realen Erde) erden und den invertierenden Eingang mit dem Ausgang verbinden, um eine negative Rückkopplungsschaltung zu bilden. dh das Bild unten
Wenn dann eine Spannung zwischen den beiden Eingängen liegt, erzeugt der Ausgang eine Spannung. Aber WARTEN ... Diese Ausgangsspannung wird nicht in Bezug auf die reale Erde erzeugt - sondern in Bezug auf das Negativ der schwebenden Gleichstromversorgung (wie die verknüpfte Antwort und die zuvor erläuterte)! Das heißt, wenn die -V-Versorgung immer noch eine Spannung von 1 V in Bezug auf die reale Erde hat, wird der Ausgang immer plus 1 V in Bezug auf die reale Erde sein!
Nun, ich habe auch Experimente zu dieser Frage durchgeführt, die mich seit mehr als einer Woche verwirrt haben. Ich bin überhaupt nicht auf solche Probleme gestoßen, weil selbst für die schwimmende Gleichstromversorgung immer noch gute Null Volt in Bezug auf die Erde (echte Erde) aufrechterhalten wurden ... Ich weiß nicht, warum eine schwimmende Gleichstromversorgung so gut funktionieren kann , genau wie bei einem geerdeten ... (Warum? Bitte sagen Sie mir, warum) - Aber schließlich schwebt es - was bedeutet, dass es keine Garantie dafür gibt, dass die negative Seite der Gleichstromversorgung immer genau 0 V ist, bezogen auf die reale Erde. ..
Ich bin ein ziemlicher Neuling in der Elektrik. Gibt es etwas, das ich oben falsch verstanden habe? In der Tat scheint mir das Konzept des Erdens und Schwebens höllisch schwer zu sein ...
Antworten
Da die Ausgangsverstärkung eines Operationsverstärkers so groß ist, spielt es keine Rolle, ob das Erdungssymbol für die Ausgangsspannungsquelle die -ve-Schiene, die + ve-Schiene oder ein Punkt auf halbem Weg zwischen den beiden ist Diese Punkte werden durch den Offset-Spannungsfehler des Verstärkereingangs in den Schatten gestellt.
Das Erdungssymbol wird wahrscheinlich aufgrund einer Überfülle angezeigt, aber offensichtlich uneinheitlich ausgeführt. Der Autor warnt davor, die auf nichts bezogene Ausgangsspannungsquelle anzuzeigen.
Die Ausgangsspannungsquelle liefert Strom von der + ve Schiene und senkt den Strom auf die -ve Schiene. Der tatsächliche Punkt, auf den sich die Verstärkungsgleichung bezieht, ist ein Punkt zwischen den Schienen, der durch die Verhältnisse der Widerstände festgelegt wird, und entweder expliziten oder Streukondensatoren, sodass er mit der Frequenz variiert.
Das Erdungssymbol im Operationsverstärker in Ihrem oberen Bild soll die genaue Mittspannung zwischen Vpos- und Vneg-Versorgung darstellen. Wenn Sie also Vneg mit Masse verbinden, liegt der natürliche Mittelpunkt zwischen Vpos und Masse.
Aber es ist nur eine Annäherung an die Dinge UND es spielt keine Rolle, ob Sie davon ausgehen, dass es relativ zum negativen Versorgungsstift ist, weil ... die hohe Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers (und die negative Rückkopplung) dafür sorgen, dass der Eingang Vin - entspricht dem Eingang Vin + und das zwingt Vout dazu, genau das zu sein, was es sein muss, um sicherzustellen, dass die Situation so bleibt. Dies bedeutet, dass Vin + zum "König" -Referenzpunkt wird.
Ein Operationsverstärker arbeitet mit negativer Rückkopplung. Im folgenden Schema wird die Offset-Spannung und der Offset-Strom vernachlässigt und angenommen, dass der Operationsverstärker in seinem linearen Bereich arbeitet.
\.$V_{Out}+V_{In-} = V_{In+}+V_{Ref}\$
oder
\.$V_{In+}-V_{In-} = V_{Out}-V_{Ref}\$
Aus dieser Gleichung ist klar, dass die "Masse", auf die sich der Ausgang bezieht, von \ geliefert wird$V_{Ref}\$. Es ist nicht eng mit der negativen Schiene des Netzteils oder mit einer Masse in einem geteilten Netzteil verbunden. Wir könnten binden \$V_{Ref}\$ zu beiden (vorausgesetzt, im ersten Fall ist der Operationsverstärker "Rail to Rail"), aber wo die "Masse" des Ausgangs eingestellt ist, ist einfach die Wahl des Designers.
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab