Cómo entender el rango dinámico del amplificador operacional del libro de TI

Digamos que tiene una potencia de amplificador operacional con suministros dobles de 15 voltios. Además, digamos que el voltaje más positivo que puede apagar el amplificador operacional está en el rango de 12 a 14 voltios. Además, digamos que lo más negativo que puede emitir es de -12 a -14 voltios. El VOH (min) es 12, y VOL (max) es -12. Es decir, el voltaje alto mínimo es +12, y el voltaje bajo máximo es -12. Entonces el rango dinámico es 12 - (-12), o 24 voltios.

El rango dinámico es siempre menor que la diferencia entre las dos fuentes de alimentación, pero varía según el voltaje del amplificador operacional y de la fuente de alimentación. El mismo amplificador operacional mencionado anteriormente podría, por ejemplo, poder con suministros de +/- 5 voltios para apagar de 1 a 4 voltios (positivo) y de -1 a -4 voltios (negativo). Entonces, su rango dinámico solo sería de 2 voltios con + / - Suministros de 5 voltios.

Tenga en cuenta que el rango dinámico, según esta definición, es un número en el peor de los casos. Le indica cuál es el cambio de voltaje de salida garantizado, no lo que podría obtener si tiene suerte. Se garantiza que la primera operación funciona con una oscilación de 24 voltios, pero en algunos casos puede producir 28 voltios.

Esta es una respuesta complementaria a WhatRoughBeast. A veces las imágenes valen mucho.

Es importante tener en cuenta que la tensión de salida que puede alcanzar un amplificador es a menudo asimétrica; la salida puede oscilar más cerca de un riel eléctrico que del otro.

Más allá de eso, la oscilación de salida en relación con el riel de alimentación puede variar con la fuente de alimentación proporcionada.

Tome este amplificador como ejemplo.

Desde la hoja de datos podemos extraer la información necesaria.

En un suministro de +/- 15V, obtenemos los siguientes resultados:

Tengaencuentalascondicionesdeprueba:conunamenorresistenciadecarga,nolograremosestassalidas.Enestecaso,nuestroswingdinámicomáximoentodaslastemperaturasesde30V-490mV=29.51V,peronuestroswingsimétricomáximoesde29.4V(porqueelswingnegativonopuedeacercarsealsuministrode-15Vquea300mV)

Sinembargo,conunsuministrototalde3V,obtenemos:

Enestesuministrototaltenemosunswingdinámicodesalidade3V-250mV=2.75V,perounswingsimétricode2.7V.Ladiferenciasepuedeexplicarporquelamismacargaproporcionaunrequisitodiferentedesalidaactual,queesinferiora3V,porloquelasalidapuedeoscilarligeramentemáscercadelosrielesdealimentación.

Aludiendoalavariaciónbasadaenlacarga:

Tengaencuentaqueaunatemperaturamáxima,unasalidadepocomenosde5mAsignificaquelasalidanopuedeoscilarmáscercaquedentrode1Vdelrielpositivo,unpocodiferentealparámetrodelahojadedatos(peroesosiguesiendociertocuandolacargaesespecificado).

Mirandoalotrolado:

El swing de salida se acerca un poco (no mucho) al riel de alimentación a la misma corriente de salida.

Esto se enumera como un dispositivo de salida de riel a riel , pero está claro que con cargas moderadas no lo está. Con una carga de 5 mA en fuentes de alimentación de +/- 15V, la capacidad de giro dinámico es algo menos que 28V, típico.

Al calcular el giro dinámico de la salida de un amplificador, la carga es crítica (y la hoja de datos siempre debe incluir la carga aplicada para el parámetro), y también variará con la temperatura. Verifique los gráficos y el parámetro en la (s) tabla (s) de Características eléctricas.

Tenga en cuenta que los gráficos aquí aparentemente están normalizados al valor típico que se encuentra en la tabla de características.