움직이는 레일 (레일의 전압 이동)은 opamp에 어떤 역할을합니까?
답변:
이론적으로 OpAmp는 공급 장치가 무엇을 하든지 잘 수행해야합니다.
우리는 OpAmp의 이론적 모델을 떠날 때 (기본 심볼에는 공급 핀이없고 IN +, IN- 및 OUT 만 있음을 기억하십시오) 실제 회로에 의해 점점 더 많은 세부 사항을 고려해야합니다.
물론 많은 의지가 당신에게 명백하지만, 나를 믿으십시오-우리는 결국 답을 얻을 것입니다.
첫째, 출력은 앰프에 공급되는 전압을 초과 할 수 없습니다.
그러면 출력이 레일에 가까운 전압을 밀거나 당기려고 할 때 성능이 저하됩니다. 물론 이것은 OpAmp의 설계에 크게 좌우되며 Rail-to-Rail 앰프는 출력에서 사용 가능한 모든 전압을 제공 할 것을 약속합니다.
DC 공급 OpAmp를 살펴보면 최대 출력 스윙의 사양에 해당하는 모든 신호가 작동하며 데이터 시트에서 허용하는 포지티브 및 네거티브 전압을 OpAmp에 공급할 수 있습니다 (서로 OpAmp는 접지의 실제 위치를 알 수있는 방법이 없습니다. + 3V 및 -7V를 공급해도 전혀 문제가되지 않으며 앰프는이 10V 범위 내에서 계속 작동하려고합니다.
내부 전류 소스, 차동 스테이지 및 출력 드라이버는 OpAmp가 공급 레일의 변화를 가능한 빨리 취소 할 수 있도록 설계되었습니다.
공급 레일의 변형이 충분히 빠르게 변할 경우에만 효과가 나타납니다. 일반적으로 이것은 약 100Hz에서 약 10kHz 사이로 설정됩니다.
그리고 가장 중요한 부분은 데이터 시트에 명시되어 있습니다. PSRR (Power Supply Rejection Ratio)을 찾으십시오.
이 값은 일반적으로 DC에서 저주파수 (60 ... 120dB)에 대해 매우 높으며 특정 지점 이상의 단순한 저역 통과 특성으로 저하되기 시작합니다. 우리는 거부 에 대해 이야기하고 있으므로 다이어그램에서 기울기가 내려가더라도 실제로 고역 통과입니다.
이미지의 텍스트에 ± 15 V가 표시되어 있습니다. 실제로 OpAmp의 공급 핀은 어떻게됩니까?
모든 우수한 데이터 시트 사양과 마찬가지로 측정 방법을 알려주는 테스트 회로도 있습니다.
또한 다이어그램에 두 개의 라인 (-PSR 및 + PSR)이있는 이유도 설명합니다. 예를 들어, OpAmp의 내부 전류 소스는 때때로 양의 공급 장치에서 음의 공급 장치로 부하를 공급하고 있으며 내부 설계는 절대적으로 대칭이 아닙니다.
좋은 ol '741을 예로 들어 보자.
가장 오른쪽의 출력 단계 만 대칭이며 다른 모든 것은 아닙니다. 더 진보 된 부품은 여전히이 기본 원칙을 어느 정도 따릅니다.
간단히 말해서 : DC 및 저주파의 경우 DC 사양 (게인 및 왜곡에 대한 제한이있는 레일 투 레일)을 확인하십시오. 더 높은 주파수는 PSRR을보십시오. 공급 전압에 단계를 적용하면 단계가 하나의 DC 레벨에서 다른 DC 레벨로의 명백한 점프 외에 일부 고주파 부품으로 구성되어 있기 때문에 높은 결과로 인해 출력이 교란됩니다 OpAmp에 의해 거부 될 수없는 단계의 주파수 부분.
여기서 다루지 않은 것은 Analog Devices의 자습서 MT-043 에서 대답 할 수 있습니다 . 여기에서 이미지를 가져온 곳이기도합니다 (741 회로 제외).
예, AC 효과가 있습니다. 연산 증폭기 데이터 시트는 전원 공급 장치 변경이 출력에 미치는 최대 효과를 제공하는 전원 공급 장치 거부 비율을 지정해야합니다. 그것은 매우 높은 수치입니다. 심지어 고대 741도 90dB 범위의 전형적인 수치를 나타냅니다. 그러나 출력의 변화가 전원 전압의 추가 변화를 일으켜 진동을 유발할 수있는 피드백 루프를 생성하는 경우 중요 할 수 있습니다.
분명히 알다시피, 이것은 입력 및 출력의 레일 투 레일 작동에 의존하는 것과 같은 직접적인 영향에 추가됩니다.
답변이 있지만 오디오 파워 앰프와 같은 특정 예를 언급하고 싶습니다.
이들은 일반적으로 규제되지 않은 레일에서 전원을 공급받습니다. 정류 된 AC 주전원 주파수에서 몇 볼트의 리플이 예상되며, 종종 전류 요구에 따라 더 커집니다. 대부분의 경우 정류 다이오드가 전도하지 않는 경우 출력 전압을 큰 공급 커패시터의 값으로 나눈 값에 따라 공급 전압이 감소합니다.
또한 레일 전압은 신호의 진폭에 따라 달라집니다. 들을 때, 더 큰 부분은 더 많은 전류를 끌어 와서 레일 전압을 낮 춥니 다. 조용한 부품은 그렇지 않습니다. 따라서 정류 된 주 주파수 외에도 0.1-2Hz 영역에서 레일 전압이 흔들립니다.
이 앰프는 일반적으로 이산 opamp로 구현되어 여러 트릭으로 PSRR을 높일 수 있습니다. 이산 연산 증폭기에는 GND 단자가 있으므로 저렴한 커패시터를 통해 전원 공급 장치에 가장 민감한 내부 노드를 접지로 바이 패스 할 수 있습니다. 보상 커패시터는 전원 공급 장치 중 하나를 참조해야하기 때문에 연산 증폭기에서 불량 PSRR의 주요 소스입니다. 불연속 opamp에서는이를 완화 할 수 있습니다.
결과적으로 아무런 문제없이 레일에 큰 파급 효과를 줄 수 있습니다. 실제로, 레일이 조절 된 파워 앰프는 매우 이국적이며 megabuck audiophile 장비에서만 발생하며 실제로는 돈 낭비입니다.
여기 실제 사례가 있습니다.)
레일이 움직이면 신호는 어떻게됩니까? (5Hz 미만, 때때로 1V 이동과 같이 천천히 이동한다고 말하면됩니다) 다른 레벨에서 클리핑하는 것 이상입니까?
LF PSRR은 크므로 아무 일도 일어나지 않습니다.
Opamp는 HF PSRR이 낮으므로 불량 디커플링을 싫어하여 전원 공급 장치에서 HF 링잉을 생성하거나 필터링 필터 조정기와 같은 다른 HF 노이즈 소스를 생성합니다. LF 공급 전압 변동은 전혀 중요하지 않습니다. 아마도 열 영향으로 인해 오프셋 전압이 표류 할 수 있지만 이는 작아야합니다.
opamp bootstrapping더 넓은 전압 스윙을 허용하기 위해 출력 신호에 의해 레일이 변조되는 위치를 살펴보십시오