Ein bestimmtes elektronisches Bauteil herausgreifen und "Brot und Butter" als albern bezeichnen, genau wie all diese "wichtigsten" Aussagen. Zählen Sie beispielsweise Widerstände in analogen Schaltkreisen, und ich bin sicher, Sie werden feststellen, dass sie die Anzahl der Opamps bei weitem übersteigen.
Auch die Dinge ändern sich. Es gab eine Zeit, in der Vakuumröhren die alberne "wichtigste" oder "Butterbrot" -Komponente der analogen Elektronik waren, dann der Transistor.
Sie nie brauchen eine opamp zu verwenden, aber es kann der effizienteste Weg sein , eine Schaltung zu einer bestimmten Spezifikation zu implementieren. Schließlich werden Opamps aus Transistoren hergestellt, sodass stattdessen eine Reihe von Transistoren (mit einigen anderen Komponenten) verwendet werden können.
Die Anziehungskraft von Opamps ist, dass sie einen gemeinsamen und leicht zu verwendenden Baustein verkörpern. Mit der Magie integrierter Schaltkreise können diese Bausteine manchmal die Größe und die Kosten einzelner Transistoren erreichen. Jeder Opamp mag für eine bestimmte Anwendung übertrieben sein, aber die große Hebelwirkung von massenproduzierten integrierten Schaltkreisen ermöglicht es ihnen, billig und klein genug zu sein, so dass es normalerweise billiger und kleiner ist, einen ganzen Opamp zu verwenden, wenn nur einige seiner Transistoren tatsächlich verwendet würden gebraucht werden.
Um Ihre Analogie mit einer FOR-Schleife in einer Programmiersprache zu verwenden, müssen Sie dieses Konstrukt nicht verwenden. Sie können eine Variable mit explizitem Code selbst initialisieren, inkrementieren und überprüfen. Manchmal tun Sie das, wenn Sie spezielle Dinge tun möchten und das FOR-Konstrukt in Dosen zu starr ist. Meistens ist es jedoch praktischer und weniger fehleranfällig, das FOR-Konstrukt für Schleifen zu verwenden. Genau wie bei Opamps können Sie nicht alle Funktionen dieses in Dosen enthaltenen High-Level-Konstrukts verwenden, aber seine Einfachheit macht es trotzdem wert. Beispielsweise erlauben die meisten Sprachen, dass das Inkrement etwas anderes als 1 ist, aber Sie verwenden dies wahrscheinlich nur selten.
Anders als beim FOR-Konstrukt gibt es keinen Compiler, der einen Operationsverstärker in einer diskreten Schaltung auf die Funktionen optimiert, die Sie in dieser Instanz benötigen. Der enorme Vorteil der Massenproduktion von integrierten Schaltkreisen reduziert diese Merkmale jedoch auf viel weniger als das Äquivalent einiger zusätzlicher Anweisungen in einer FOR-Schleife. Stellen Sie sich opamps mehr als eine im Befehlssatz implementierte FOR-Schleife mit vollem Funktionsumfang vor, die dieselben Anweisungen benötigt, um auszuführen, ob alle Funktionen verwendet werden oder nicht, und weniger Anweisungen, als Sie sonst verwenden müssten, selbst in einfachen Fällen.
Opamps sind eine Reihe von Transistoren, die zu einem "netten" Baustein zusammengefasst und für die Kosten von nur einem oder wenigen dieser Transistoren zur Verfügung gestellt werden. Dies spart nicht nur Zeit beim Entwurf, um die gesamte Vorspannung der Transistoren und dergleichen zu bewältigen, sondern es können auch Herstellungstechniken verwendet werden, um eine gute Anpassung zwischen den Transistoren zu gewährleisten und um zu ermöglichen, Parameter näher am Ideal zu messen und abzugleichen. Sie können beispielsweise ein differentielles Front-End mit zwei Transistoren erstellen, aber es ist nicht trivial, die Eingangsoffset-Spannung auf nur wenige mV herabzusetzen.
Das gesamte Engineering basiert darauf, irgendwann verfügbare Bausteine zu verwenden, und Opamps sind ein nützlicher Baustein für analoge Schaltungen. Dies ist wirklich nicht anders als die Verwendung von Transistoren. Das Silizium wurde in großem Umfang veredelt, dotiert, geschnitten, verpackt und getestet, was für uns als diskreter Transistor eine Selbstverständlichkeit darstellt. Opamps sind integrierter als einzelne Transistoren, haben aber immer noch einen relativ niedrigen Pegel.
Zurück zur Software-Analogie: Dies entspricht der Verwendung vorhandener Unterprogramme, um den Code für Ihre spezielle App zu schreiben. Bei OS-Aufrufen haben Sie keine Wahl, sie zu verwenden. Das wäre so, als würde man sein eigenes Silizium verfeinern. Opamps sind eher bequeme Anrufe, die Sie selbst schreiben könnten, aber dies wäre in den meisten Fällen dumm. Zum Beispiel mussten Sie wahrscheinlich viele Male eine Ganzzahl in eine ASCII-Dezimalzeichenfolge konvertieren, aber wie oft haben Sie dafür Ihren eigenen Code geschrieben? Wahrscheinlich haben Sie dafür Laufzeitbibliotheksaufrufe verwendet oder diese implizit über höherwertige Konstrukte aufgerufen, die in Ihrer Sprache verfügbar sind (wie printf in C).
Der ideale Operationsverstärker hat eine unendliche Eingangsimpedanz, einen Offset von 0, eine Ausgangsimpedanz von 0 und eine unendliche Bandbreite und kostet 0 US-Dollar. Kein Operationsverstärker ist ideal, und diese und andere Parameter haben bei verschiedenen Konstruktionen eine unterschiedliche relative Bedeutung. Deshalb gibt es so viele Opamps. Jedes ist für eine andere Reihe von Kompromissen optimiert. Zum Beispiel hört man manchmal, dass der LM324 ein "beschissener" Opamp ist. Das stimmt überhaupt nicht. Es ist ein Opamp der Superlative, wenn der Preis eine hohe Priorität hat. Wenn ein paar mV Offset, 1 MHz Gain * Bandbreite usw. alle gut genug sind, ist alles andere nur überteuerter Müll.