Operatiiviset vahvistimet (op-amp) ovat elektroniikkapiirien olennaisia osia. Niiden syötön ja ulostulon impedanssiominaisuudet vaikuttavat piirin suorituskykyyn, vakauteen ja tarkkuuteen. Näiden impedanssien suunnittelun ja mittaamisen ymmärtäminen on tärkeää piirin tehokkaan toteuttamisen kannalta.

Operatiivisen vahvistimen impedanssi

Op-ampun sisääntulon impedanssi osoittaa, kuinka paljon se kestää virran virtaa sen syöttöpäätteisiin. Suuri syötön impedanssi minimoi kuormitusvaikutukset edeltävissä vaiheissa, mikä varmistaa signaalin eheyden. Useimmat modernit op-ampit ovat sisääntulon impedanssit megaohm-alueella, mikä tekee niistä sopivia herkille sovelluksille.

Syöttöimprovalenssin suunnittelussa on otettava huomioon asianmukaiset syöttöhajoavuusvirrat ja syötevastus. Esimerkiksi puskurointivaiheiden lisääminen tai FET-syöteop-ampeilla voi lisätä syöteinten impedanssia ja vähentää sen vaikutusta lähdesignaaliin.

Operatiivisen vahvistimen ulostulon impedanssi

Tehon impedanssi määrittää, kuinka hyvin op-amp voi ajaa kuormia. Matala ulostulon impedanssi on toivottavaa maksimaalisen tehon saamiseksi ja signaalin uskollisuuden ylläpitämiseksi erilaisissa kuormitusolosuhteissa. Tyypillisillä op-ampeilla on ulostulon impedanssi muutaman ohmin tai pienemmän vaihteluvälillä.

Suunnittelustrategioita tuotannon impedanssin vähentämiseksi ovat palauteverkkojen käyttö ja op-ampojen valinta, joissa on luontaisesti matalat ulostulon impedanssivaatimukset. Oikea korvaus takaa vakaan toiminnan ja minimaalisen vääristymän eri kuormia ajaessa.

Mittausmenetelmät

Mittaus syöte ja ulostulo impedanssi sisältää erityisiä testiasetuksia. Syöttöimprosenssia varten käytetään tunnettua jännitettä ja mitataan tuloksena oleva virta, lasketaan impedanssi. Tuloksen impedanssia varten sovelletaan testikuormaa ja tarkkaillaan jännitteen laskua.

Yhteisiä mittausmenetelmiä ovat impedanssianalysaattorien, verkkoanalysaattorien tai yksinkertaisten testipiirien käyttö tunnetuilla vastuksilla ja oskilloskoopeilla. Tarkka mittaus edellyttää säätötaajuus- ja lämpötila-olosuhteita, koska impedanssi vaihtelee näiden tekijöiden mukaan.

  • Käytä toimintogeneraattoria signaalien käyttämiseen
  • Yhdistä tunnettu vastus ulostuloon tai tuloon
  • Mittaa jännite ja virta yleismittarilla tai oskilloskooppilla
  • Laske impedanssi käyttämällä Ohm.s. lakia