Arts >> Kunst og underholdning >  >> Musik >> Digital musik

Hvorfor op-forstærker kaldes lineære enheder?

Operationsforstærkere (op-amps) kaldes lineære enheder, fordi deres output er direkte proportional til deres indgangssignal over en lang række driftsforhold.

Her er en opdeling:

* Linearitet: I et lineært system er outputtet en skaleret version af inputtet. Det betyder, at fordobling af input vil fordoble output, tredobling af input vil tredoble output, og så videre.

* Op-Amp-adfærd: Ideelle op-amps er designet til at forstærke forskellen mellem deres to indgangsterminaler (inverterende og ikke-inverterende). Denne forskel, kendt som den differentielle indgangsspænding, forstærkes af en stor forstærkningsfaktor (typisk 100.000 eller mere). Dette betyder, at selv små inputspændingsforskelle giver betydelige udgangsspændingsændringer.

* Lineært forhold: Inden for op-ampens driftsområde er udgangsspændingen lineært proportional med indgangsspændingsforskellen. Dette forhold opretholdes, så længe op-ampen ikke er mættet (når sin maksimale eller minimale udgangsspænding).

Vigtig bemærkning: Op-amps fra den virkelige verden udviser en lille ikke-linearitet på grund af faktorer som:

* Input offset spænding: En lille spændingsforskel, der eksisterer mellem indgangsterminalerne, selv når der ikke er noget indgangssignal.

* Slew Rate: Den maksimale ændringshastighed for udgangsspændingen, som kan begrænse op-forstærkerens evne til trofast at gengive højfrekvente signaler.

* Forvrængning: Ved høje inputsignalniveauer kan op-ampere introducere forvrængning, hvilket betyder, at udgangssignalet ikke er en nøjagtig repræsentation af inputtet.

Disse ikke-lineariteter er dog typisk små nok til, at op-forstærkere stadig betragtes som lineære enheder til de fleste praktiske anvendelser.

Konklusion:

Mens op-forstærkere har nogle ikke-lineære karakteristika, retfærdiggør deres evne til at forstærke inputsignalet lineært over et bredt område deres klassificering som lineære enheder. Denne lineære adfærd er afgørende for deres brug i forskellige analoge kredsløb, herunder forstærkere, filtre og oscillatorer.

Digital musik

Relaterede kategorier