Wat is Operationele versterker (op-amp)?

Versterker met een differentiële ingang en een hoge versterkingsfactor. Met negatieve terugkoppeling wordt hij gebruikt voor versterkerschakelingen, filters en dergelijke.

Japanse benaming: オペアンプ

“Operationele versterker (op-amp)” komt voor in 16 oefenvragen uit 3 onderwerpen, bijv. Analoge en elektronische schakelingen, A/D- en D/A-conversie, Bipolaire transistor.

Inverterende versterkerschakeling met een operationele versterker − + Vin Ri Rf Vout Vout = −(Rf / Ri) × Vin Door de virtuele kortsluiting ligt de −ingang vrijwel op 0 V
Inverterende versterkerschakeling met een operationele versterker · Bekijken in het figurenoverzicht

Vakgebied: Analoge en elektronische schakelingen

Nu oefenen: vragen over Operationele versterker (op-amp)

Welke combinatie van eigenschappen van een ideale op-amp is juist?

  1. AIngangsimpedantie: oneindig, uitgangsimpedantie: 0
  2. BIngangsimpedantie: 0, uitgangsimpedantie: oneindig
  3. CIngangsimpedantie: 0, uitgangsimpedantie: 0
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Ingangsimpedantie: oneindig, uitgangsimpedantie: 0

Een ideale op-amp wordt behandeld met een oneindige ingangsimpedantie (er vloeit geen stroom in de ingangsklemmen), een uitgangsimpedantie van 0 (de uitgangsspanning is onafhankelijk van de belasting) en een oneindige open-lusversterking. Uit deze aannames volgt dat in een schakeling met negatieve terugkoppeling de spanningen op de twee ingangen gelijk zijn ("virtuele kortsluiting") en dat de versterking van de schakeling uitsluitend wordt bepaald door de verhouding van weerstanden. De open-lusversterking van een echte op-amp is circa 10⁵ tot 10⁶ en daalt met de frequentie.

Hoeveel bedraagt de spanningsversterking van een inverterende versterker met een ideale op-amp bij ingangsweerstand Ri = 10 kΩ en terugkoppelweerstand Rf = 100 kΩ?

  1. A+11 maal
  2. B−0,1 maal
  3. C−10 maal
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. −10 maal

De versterking van een inverterende versterker is −Rf/Ri, dus −100 kΩ/10 kΩ = −10 maal. Doordat de inverterende ingang virtuele aarde is, vloeit de volledige ingangsstroom Vin/Ri door Rf en is de uitgang −Rf × Vin/Ri. De ingangsimpedantie is gelijk aan Ri (10 kΩ), zodat rekening moet worden gehouden met de belasting van de signaalbron. +11 maal is de versterking (1 + Rf/Ri) van een niet-inverterende versterker met dezelfde weerstanden.

“Operationele versterker (op-amp)” in de toelichting

Vragen met “Operationele versterker (op-amp)” (16)

  1. Welke combinatie van eigenschappen van een ideale op-amp is juist?
  2. Hoeveel bedraagt de spanningsversterking van een inverterende versterker met een ideale op-amp bij ingangsweerstand Ri = 10 kΩ en terugkoppelweerstand Rf = 100 kΩ?
  3. Hoeveel bedraagt de spanningsversterking van een niet-inverterende versterker met een ideale op-amp bij een weerstand R1 = 10 kΩ aan de ingangszijde en terugkoppelweerstand R2 = 90 kΩ?
  4. Welke uitspraak over een spanningsvolger (voltage follower) met een op-amp is juist?
  5. Wat is ongeveer de bandbreedte van een niet-inverterende versterker met versterking 10 maal, gebouwd met een op-amp met een versterking-bandbreedteproduct (GBW) van 1 MHz?
  6. Welke uitspraak over de slew rate van een op-amp is juist?
  7. Welke uitspraak over de ingangsoffsetspanning van een op-amp is juist?
  8. Welke schakeling brengt de stroom van een fotodiode in de inverterende ingang van een op-amp en zet deze met een terugkoppelweerstand om in spanning?
  9. Welke uitspraak over het idee van "dominante-poolcompensatie" voor fasecompensatie van een op-amp is juist?
  10. Wat is het doel van een weerstand, gelijk aan de parallelwaarde van ingangs- en terugkoppelweerstand, tussen de niet-inverterende ingang en aarde in een inverterende versterker met een op-amp met bipolaire ingang?
  11. Wat is de belangrijkste reden om vóór de ingang van een successive-approximation-AD-converter een driverschakeling, zoals een op-amp, te plaatsen?
  12. Welke uitspraak over het voordeel van een actieve belasting, waarbij een als stroombron werkende transistor de belastingsweerstand van een versterker vervangt, is juist?
  13. Hoe heet de schakeling waarbij in een inverterende op-ampversterker de terugkoppelweerstand door een condensator is vervangen?
  14. Welke uitspraak over de werking van een comparator is juist?
  15. Hoe heet de eigenschap dat in een ideale op-ampschakeling met negatieve terugkoppeling de spanningen op de twee ingangen vrijwel gelijk zijn?

Verwante termen

Negatieve terugkoppeling Virtuele kortsluiting (virtual short) Spanningsvolger (voltage follower) Fasemarge (phase margin) Versterking-bandbreedteproduct (GBW) Slew rate Comparator Fotodiode Transimpedantieversterker (TIA) Miller-effect

Naar de woordenlijst