Theoretisch sollte der OpAmp eine gute Leistung erbringen, unabhängig davon, was die Versorgung leistet.
Wenn wir das theoretische Modell eines OpAmp verlassen (denken Sie daran, dass das Grundsymbol nicht einmal über Versorgungsstifte verfügt, sondern nur über IN +, IN- und OUT), müssen wir immer mehr Details berücksichtigen, die von der realen Schaltung eingebracht werden.
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Viele werden Ihnen natürlich klar sein, aber vertrauen Sie mir - wir werden irgendwann eine Antwort bekommen.
Erstens kann der Ausgang niemals die an den Verstärker gelieferte Spannung überschreiten.
Dann wird die Leistung schlechter, wenn der Ausgang versucht, die Spannung nahe an die Schienen zu drücken oder zu ziehen. Dies hängt natürlich stark vom Design des OpAmp ab - und Rail-to-Rail-Verstärkers versprechen, Ihnen die gesamte verfügbare Spannung am Ausgang zur Verfügung zu stellen.
Solange wir einen mit Gleichstrom versorgten OpAmp betrachten, funktioniert jedes Signal, das innerhalb der Spezifikation des maximalen Ausgangsausschlags liegt, und Sie können den OpAmp mit allen positiven und negativen Spannungen versorgen, die das Datenblatt zulässt (in Bezug aufeinander und Beachten Sie jedoch, dass der OpAmp nicht weiß, wo sich tatsächlich Masse befindet. Die Versorgung mit +3 V und -7 V ist überhaupt kein Problem, und Ihr Verstärker wird versuchen, in diesem Bereich von 10 V zu bleiben.
Interne Stromquellen, Differenzstufen und Ausgangstreiber sind so ausgelegt, dass der OpAmp Abweichungen auf den Versorgungsschienen so schnell wie möglich ausgleicht.
Nur wenn sich die Abweichungen auf den Versorgungsschienen schnell genug ändern, werden Sie einen Effekt bemerken. Normalerweise liegt dieser Wert zwischen 100 Hz und 10 kHz.
Und das Beste daran: Es ist im Datenblatt angegeben; Suchen Sie nach PSRR (Power Supply Rejection Ratio).
Der Wert ist normalerweise sehr hoch für Gleichstrom bis zu niedrigen Frequenzen (60 ... 120 dB) und verschlechtert sich ab einem bestimmten Punkt mit einer scheinbar einfachen Tiefpasscharakteristik. Beachten Sie, dass es sich um eine Ablehnung handelt. Es handelt sich also eigentlich um einen Hochpass, obwohl die Steigung im Diagramm abnimmt:
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Beachten Sie, dass der Text auf dem Bild lautet: ± 15 V - also, was wird eigentlich mit den Versorgungsstiften des OpAmp gemacht?
Wie bei jeder guten Datenblattspezifikation gibt es auch eine Testschaltung, die Ihnen sagt, wie sie gemessen wird:
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Dies erklärt auch, warum das Diagramm zwei Linien enthält (-PSR und + PSR). Beispielsweise speisen die internen Stromquellen des OpAmp ihre Lasten manchmal aus der positiven Versorgung, manchmal aus der negativen Versorgung, und der interne Aufbau ist nicht absolut symmetrisch.
Nehmen Sie das gute alte 741 als Beispiel:
![Bildbeschreibung hier eingeben](https://i.stack.imgur.com/hdeU0.png)
Nur die Ausgangsstufe ganz rechts ist symmetrisch, alles andere nicht. Fortgeschrittenere Teile werden diesem Grundprinzip noch bis zu einem gewissen Grad folgen.
Auf den Punkt gebracht: Beachten Sie für Gleichstrom und niedrige Frequenzen die Gleichstromspezifikationen (Rail-to-Rail mit welchen Einschränkungen für Verstärkung und Verzerrung?). Für höhere Frequenzen siehe PSRR. Wenn Sie eine Stufe auf die Versorgungsspannung anwenden, liegt ein Gemisch vor, da eine Stufe neben dem offensichtlichen Sprung von einem Gleichspannungspegel zu einem anderen Gleichspannungspegel aus einem hochfrequenten Teil besteht, was zu einer Störung am Ausgang führt, die durch irgendetwas Höheres verursacht wird -Frequenzteil des Schritts, der vom OpAmp nicht abgelehnt werden kann.
Was ich hier nicht behandelt habe, wird möglicherweise im Tutorial MT-043 von Analog Devices beantwortet . Hier habe ich auch die Bilder aufgenommen (mit Ausnahme der 741).
opamp bootstrapping
wo die Schienen vom Ausgangssignal moduliert werden, um größere Spannungsschwankungen zu ermöglichen