ओपन लूप वोल्टेज लाभ और बंद लूप वोल्टेज लाभ कैसे भिन्न होते हैं?

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ऑप-एएमपी के बंद-लूप लाभ की गणना वाउट / विन के अनुपात से की जाती है। ओपन-लूप के लाभ के बारे में क्या? ओपन-लूप गेन और क्लोज-लूप गेन का मूल्य ऑप-एम्प के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है? ओप-एम्प के ओपन-लूप और क्लोज़-लूप के बीच क्या संबंध है?

operational-amplifier

— nee
स्रोत

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बंद लूप लाभ वह लाभ है जिसके परिणामस्वरूप हम खुले लूप लाभ को "वश में" करने के लिए नकारात्मक प्रतिक्रिया लागू करते हैं। बंद लूप लाभ की गणना की जा सकती है यदि हम खुले लूप लाभ और प्रतिक्रिया की मात्रा जानते हैं (आउटपुट वोल्टेज का कौन सा अंश नकारात्मक रूप से इनपुट में वापस आ गया है)।

सूत्र यह है:

A_{c l o s e d} = \frac{A_{o p e n}}{1 + A_{o p e n} \cdot F e e d b a c k}

$A_{closed} = \frac{A_{open}}{1 + A_{open} \cdot Feedback}$

$A_{open} \cdot Feedback$

\begin{aligned} A_{c l o s e d} & = \frac{A_{o p e n}}{A_{o p e n} \cdot F e e d b a c k} \\ = \frac{1}{F e e d b a c k} \end{aligned}

$\begin{align} A_{closed} &= \frac{A_{open}}{A_{open} \cdot Feedback} \\ &= \frac{1}{Feedback}\\ \end{align}$ 1 +

F e e d b a c k

$Feedback$

ठीक है, अब तक यह स्वच्छ गणित और डिजाइन सुविधा का एक मुद्दा है। बड़ा खुला लूप लाभ: बंद लूप लाभ सरल है। लेकिन, व्यावहारिक रूप से, छोटे ओपन-लूप लाभ का मतलब है कि आपको दिए गए लाभ को प्राप्त करने के लिए कम नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करना चाहिए। यदि ओपन लूप-गेन एक सौ हजार है, तो हम 10% फीडबैक का उपयोग कर सकते हैं। 10. यदि ओपन लूप का लाभ केवल 50 है, तो हमें 10. का लाभ पाने के लिए बहुत कम नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करना चाहिए ( आप उस फॉर्मूले के साथ काम कर सकते हैं।)

हम आम तौर पर जितना संभव हो उतना नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करने में सक्षम होना चाहते हैं, क्योंकि यह एम्पलीफायर को स्थिर करता है: यह एम्पलीफायर को अधिक रैखिक बनाता है, यह एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा और कम आउटपुट प्रतिबाधा और इतने पर देता है। इस दृष्टिकोण से, विशाल ओपन लूप वाले एम्पलीफायर अच्छे हैं। आमतौर पर एम्पलीफायर के साथ कुछ आवश्यक बंद लूप हासिल करना बेहतर होता है, जिसमें भारी ओपन लूप लाभ होता है, और बहुत सारी नकारात्मक प्रतिक्रिया होती है, कम लाभ एम्पलीफायर और कम नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करने की तुलना में (या यहां तक कि बिना किसी नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक एम्पलीफायर भी होता है। है कि ओपन लूप हासिल करने के लिए)। सबसे नकारात्मक प्रतिक्रिया वाला amp स्थिर, अधिक रैखिक और इतने पर होगा।

यह भी ध्यान दें कि हमें इस बात की भी परवाह नहीं है कि ओपन लूप का लाभ कितना बड़ा है। क्या यह 100,000 है या यह 200,000 है? इससे कोई फर्क नहीं पड़ता: एक निश्चित लाभ के बाद, सरल अनुमानित सूत्र लागू होता है। उच्च लाभ और नकारात्मक प्रतिक्रिया के आधार पर एम्पलीफायरों इसलिए बहुत लाभ-स्थिर हैं। लाभ केवल प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है, एम्पलीफायर के विशिष्ट ओपन-लूप लाभ पर नहीं। खुले लूप का लाभ बेतहाशा भिन्न हो सकता है (जब तक यह बहुत बड़ा रहता है)। उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि खुले लूप का लाभ अलग-अलग तापमान पर अलग-अलग है। कोई फर्क नहीं पड़ता। जब तक प्रतिक्रिया सर्किट तापमान से प्रभावित नहीं होता है, तब तक बंद-लूप लाभ समान होगा।

— Kaz
स्रोत

ओपन लूप का लाभ IC द्वारा op-amp के अंदर निर्धारित किया जाता है, क्या यह है? हम केवल Vout / Vin का उपयोग करके बंद-लूप लाभ का निर्धारण कर सकते हैं जहां यह इनपुट अवरोधक और प्रतिक्रिया अवरोधक द्वारा निर्धारित किया जाता है, क्या यह है?

— nee

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ओपन लूप वास्तव में एक op-amp के अंदर आईसी द्वारा निर्धारित किया जाता है। हालाँकि op-amps के कई चरण नहीं होते हैं, फिर भी वे महान लाभ प्राप्त करने के लिए निष्क्रिय भार प्रतिरोधों के बजाय सक्रिय भार का उपयोग करते हैं, जो कि कुछ ही चरणों में बड़ी संख्या में गुणा होता है। सरल अवरोधक गणना केवल सटीक रूप से काम करती है क्योंकि op-amps में ऐसे उच्च लाभ होते हैं। वे 1 / प्रतिक्रिया सूत्र से जुड़े हुए हैं। प्रतिरोधकों के लिए आप जिस शब्दावली का उपयोग कर रहे हैं, वह बताती है कि आप एक अयोग्य ऑप-एम्फ़ कॉन्फ़िगरेशन की कल्पना कर रहे हैं। यह थोड़ा मुश्किल है क्योंकि इनपुट और फीडबैक - टर्मिनल पर एक ही वर्चुअल ग्राउंड में मिक्स होते हैं।

— काज

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पहले noninverting चरणों पर एक नज़र डालें। वे सरल हैं। इनपुट और प्रतिक्रिया पूरी तरह से अलग हैं। इनपुट + पर जाता है, फीडबैक - को जाता है। प्रतिक्रिया अंश वोल्टेज विभक्त द्वारा तुच्छ रूप से दिया जाता है: आउटपुट दो प्रतिरोधों, आर 1 और आर 2 पर गिरा दिया जाता है। प्रतिक्रिया R2 / (R1 + R2) के बीच का अनुपात है। चूंकि लाभ 1 / प्रतिक्रिया है, इसलिए लाभ (R1 + R2) / R2, या 1 + R1 / R2 होना चाहिए।

— कज़

क्या inverting चरणों?

— nee

2

आप टिप्पणियों के माध्यम से जाने के बजाय इनके लिए नए प्रश्न शुरू कर सकते हैं। Inverting कॉन्फ़िगरेशन में एक अलग इनपुट प्रतिबाधा भी है। कॉमन-मोड गेन वास्तविक ऑप-एम्प्स का एक गैर-आदर्श व्यवहार है। यदि हम एक ही इनपुट दोनों + और - को भेजते हैं, तो कुछ प्रवर्धन होता है, हालांकि अंतर लाभ से छोटा होता है। एक आदर्श ऑप-एम्प में, कोई सामान्य मोड लाभ नहीं होगा। यह वही है जो सीएमआरआर (सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात) है। en.wikipedia.org/wiki/Common-mode_rejection_ratio

— कज़

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मेरा जवाब को शामिल किया गया गैर inverting के साथ-साथ inverting opamp आधारित एम्पलीफायर।

प्रतीक:

$A_{OL}$
$A_{CL}$
$H_{IN}$
$H_{FB}$

$H_{FB} = \dfrac{R1}{R1+R2}$

ए) गैर-अकशेरुकी

क्योंकि इनपुट वोल्टेज सीधे जंक्शन (अंतर इनपुट) पर लागू होता है। एच। ब्लैक से शास्त्रीय फीडबैक फॉर्मूला लागू होता है:

$A_{CL} = \dfrac{A_{OL}}{1+H_{FB} \cdot A_{OL}} = \dfrac{1}{\dfrac{1}{A_{OL}} +H_{FB}}$

$A_{OL} >> H_{FB}$

$A_{CL} = \dfrac{1}{H_{FB}} = 1+ \dfrac{R2}{R1}$

बी) इन्वर्टिंग

$V_{OUT} =0$

$H_{IN} = \dfrac{-R2}{R1+R2}$

इसलिए हमारे पास है:

$A_{CL} = \dfrac{H_{IN} \cdot A_{OL}}{1+H_{FB} \cdot A_{OL}} = \dfrac{H_{IN}}{\dfrac{1}{A_{OL}} +H_{FB}}$

$A_{OL} >> H_{FB}$

$A_{CL} = \dfrac{H_{IN}}{H_{FB}} = - \dfrac{\dfrac{R2}{R1+R2}}{\dfrac{R1}{R1+R2}} =- \dfrac{R2}{R1}$

$-H_{FB} \cdot A_{OL}$

संपादित करें : " ओपन-लूप गेन और क्लोज-लूप गेन का मूल्य ऑप-एम्प के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है? "

डी) निम्नलिखित जवाब चिंताओं availabel बैंडविड्थ खुले पाश बैंडविड्थ Aol (असली opamp) के एक समारोह के रूप में गैर inverting एम्पलीफायर के लिए:

ज्यादातर मामलों में, हम ओपन-लूप लाभ की वास्तविक आवृत्ति निर्भरता के लिए पहले क्रम के लोअरपास फ़ंक्शन का उपयोग कर सकते हैं:

Aol (रों) = ए ओ / [1 + S / wo]

इस प्रकार, Acl के लिए अभिव्यक्ति के आधार पर (ए के तहत दिया गया) हम लिख सकते हैं

एसीएल (रों) = 1 / [(1 / Ao) + (एस / woAo) + HFB]

1 / Ao << Hfb और 1 / Hfb = (1 + R2 / R1) के साथ हम पहुंचते हैं (उपयुक्त पुन: व्यवस्था के बाद)

एसीएल (रों) = (1 + R2 / आर 1) [1 / (1 + s / woAoHfb)]

कोष्ठक में अभिव्यक्ति कोने की आवृत्ति वाले पहले क्रम का लोअरपास फ़ंक्शन है

w1 = woAoHfb

इसलिए, नकारात्मक प्रतिक्रिया के कारण बैंडविड्थ वू (ओपन-लूप गेन) कारक एओएचएफबी द्वारा बढ़े हुए हैं ।

इससे ज्यादा हम लिख सकते हैं

woAo = (w1 / HFB) = w1 (1 + आर 2 / आर 1)

यह शास्त्रीय निरंतर "गेन-बैंडविड्थ" उत्पाद (GBW) है जिसे इस प्रकार भी लिखा जा सकता है

w1 / wo = Ao / Acl (आदर्श) ।

— LVW
स्रोत

2

अतिरिक्त लाभ के संदर्भ में यह सोचना मददगार हो सकता है कि खुले लूप और बंद लूप के बीच अंतर होना। उदाहरण के लिए, यदि ओपन-लूप का लाभ 100,000 है और बंद-लूप का लाभ 10 है, तो अंतर 99,990 या लगभग 100 डीबी है। ( इस निबंध को पढ़ें अगर यह स्पष्ट नहीं है कि मैंने लाभ को dB में कैसे बदल दिया।) यदि बंद लूप का लाभ 1,000 के बजाय है, तो यह मुश्किल से अतिरिक्त लाभ को कम करता है, क्योंकि अंतर अभी भी बहुत बड़ा है। 99 डीबी से नीचे के अंतर को कम करने के लिए आपको इस मामले में 10 अंतर के कारक के भीतर जाना होगा।

इस उदाहरण एम्पलीफायर का ओपन-लूप लाभ इतना अधिक है कि हम सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए अतिरिक्त लाभ को 100 डीबी कह सकते हैं।

यह अतिरिक्त लाभ प्रदर्शन मापदंडों में सुधार के लिए योगदान देता है। एक उदाहरण के रूप में, यदि एम्पलीफायर का ऑफसेट वोल्टेज 30 mV है और आपको 60 dB का अतिरिक्त लाभ होता है, तो बंद लूप सिस्टम के ऑफसेट वोल्टेज को 1000 से 30 .V के कारक से बेहतर किया जाएगा। लेकिन किसी को ऑपरेशन की आवृत्ति को ध्यान में रखना चाहिए, क्योंकि खुले लूप लाभ में अंतर प्रमुख ध्रुव और शून्य हैं, इसलिए यदि आप उन लोगों के करीब काफी संचालन कर रहे हैं, तो स्पष्टीकरण कम सरल हो जाता है।

इसके अलावा, ओपन लूप गेन की अवधारणा केवल वोल्टेज प्रतिक्रिया, वोल्टेज मोड एम्पलीफायरों पर लागू होती है। नॉर्टन एम्पलीफायरों, वर्तमान प्रतिक्रिया एम्पलीफायरों, और ओटीए आधारित ऑप-एम्प्स (जैसे सीसीआई और सीसीआईआई क्लास एम्पलीफायरों ) की अपनी सीमाओं के लिए अलग-अलग बारीकियां हैं।

— प्लेसहोल्डर
स्रोत

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ओपन लूप का लाभ आंतरिक उपकरणों और आंतरिक सर्किट की लाभ विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, और एक ओपी amp के लिए सैकड़ों हजारों में हो सकता है। बंद लूप लाभ बाहरी सर्किट द्वारा निर्धारित किया जाता है, तुच्छ रूप से इनपुट और प्रतिक्रिया प्रतिरोधों का अनुपात।

— user207421
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ऑपरेशनल एम्पलीफायर का ओपन लूप वोल्टेज लाभ तब प्राप्त होता है जब सर्किट में कोई फीड बैक का उपयोग नहीं किया जाता है। ओपन लूप वोल्टेज का लाभ आमतौर पर अत्यधिक होता है। लागू करें एक लागू एम्पलीफायर में अनंत ओपन लूप वोल्टेज लाभ होता है।

— मो। सुमन प्रोथन
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