Impedansi Input Op Amp:Apa Itu dan Bagaimana Menghitungnya

Pertama, mari kita perjelas, Op-Amp berarti penguat operasional. Dan perangkat ini adalah penguat tegangan elektronik gain tinggi (DC-coupled). Plus, ia memiliki output ujung tunggal dan resistor input khas. Juga, ini adalah blok bangunan dasar sirkuit elektronik Analog. Selanjutnya, impedansi menunjukkan kepada Anda korelasi antara tegangan dan arus input. Karena itu, ketika Anda berbicara tentang impedansi input Op-Amp, sangat penting untuk memperjelas apakah itu sirkuit atau chip dasar yang Anda pilih.

Jadi, apa bedanya? Yang pertama berbicara tentang sirkuit op-amp itu sendiri, sedangkan yang kedua berfokus pada sirkuit di dalam chip.

Ingin tahu lebih banyak? Tidak perlu khawatir, Anda akan mendapatkan penjelasan mengapa impedansi keluaran Op-Amp rendah, cara menghitungnya, dan banyak lagi.

Berapa Impedansi Input Khas dari Op Amp Sirkuit Terpadu?

Op-Amp Impedansi Masukan

Tidak diragukan lagi, Anda dapat mengubah impedansi tegangan input diferensial saat Anda memasang sirkuit di sekitar op-amp. Selain itu, cara Anda menerapkan umpan balik dan komponen elektronik eksternal dapat memengaruhi total impedansi input rangkaian dan sumber sinyal.

Karena itu, kami memiliki dua impedansi input:mode umum (Z_cm+ &Z_cm- ) dan diferensial (Ziff). Yang pertama mengacu pada impedansi yang berasal dari tahap input ke ground. Pada saat yang sama, yang terakhir adalah tentang impedansi antara dua input.

Selanjutnya, impedansi biasanya tinggi dan resistif (10 ⁵ – 10 ¹² ohm). Dengan kata lain, ini adalah perangkat input impedansi tinggi. Dan memiliki beberapa kapasitansi shunt yang mungkin setinggi 20 – 25 pF.

Jadi, Anda dapat mengurangi impedansi input pembalik dan non-pembalik di sebagian besar rangkaian op-amp ke nilai yang rendah. Dan Anda dapat melakukannya dengan umpan balik negatif—mengingat bahwa (impedansi input diferensial &mode umum) lebih penting. Selain itu, terminal input pembalik dan non-pembalik juga sangat penting.

Selain itu, impedansi input dari rangkaian op-amp biasanya tinggi. Dan itu karena op-amp bekerja seperti pembagi tegangan.

Oleh karena itu, semakin tinggi impedansi, semakin banyak tegangan turun di input Op-Amp. Tetapi, jika impedansi input rendah, rangkaian Anda tidak akan mengalami penurunan tegangan. Akibatnya, Anda tidak akan mendapatkan sinyal.

Op-Amp Impedansi Keluaran

Op-amp impedansi keluaran mirip dengan impedansi masukan. Tetapi ini mengacu pada seberapa besar tegangan sumber berubah ketika perlu memasok lebih banyak arus. Misalnya, Anda dapat melihat impedansi sumber arus bekerja saat baterai yang tidak dibebani memiliki tegangan yang lebih tinggi daripada baterai yang dibebani.

Penguat Diferensial Op-Amp

Sumber:Wikimedia Commons

Jadi, misalnya, op-amp Anda memiliki sinyal keluaran 6V, dan Anda menggunakan rangkaian terbuka untuk mengukur tegangan beda potensial. Karena sirkuit Anda terbuka, arus Anda akan menjadi 0A. Tegangan, di sisi lain, akan menjadi 6V. Pada titik ini, Anda dapat menghubungkan output Anda ke resistor umpan balik. Dan Anda dapat melakukannya sedemikian rupa sehingga arus keluaran dari rangkaian umpan balik op-amp adalah 60mA.

Selain itu, Anda dapat mengukur tegangan melintasi resistor dan mendapatkan sekitar 5,99V.

Dengan ini, Anda bisa mendapatkan impedansi keluaran op-amp:

-6V/0mA – 5,99V/60mA =0,2 Ohm.

Mengapa satuan hasil berubah? Pertama, impedansi sumber yang rendah menunjukkan bahwa op-amp dapat menenggelamkan banyak arus tanpa perubahan tegangan yang signifikan. Selain itu, dari hasilnya, Anda akan melihat bahwa impedansi input op-amp menyerupai impedansi beban dari apa yang menunjukkan sinyal rentang output op-amp.

Selain itu, impedansi keluaran op-amp dan potensial keluaran menyerupai impedansi sumber dari benda yang menerima sinyal op-amp. Jadi, bebannya berat ketika sumber mengarahkan beban dengan impedansi beban dan arus suplai yang cukup rendah. Selain itu, sinyal tegangan akan membutuhkan arus yang tinggi dan penguatan yang lebih besar.

Yang mengatakan, bahkan jika impedansi sumber Anda rendah, sumber akan dapat memberikan arus, tidak termasuk penurunan tegangan. Jadi, jika Anda ingin mengurangi penurunan tegangan, pastikan impedansi beban lebih besar dari impedansi sumber.

Oleh karena itu, impedansi beban tinggi menghasilkan arus dan daya yang lebih kecil saat impedansi beban tinggi.

Impedansi Op Amp Ideal

Salah satu fitur dari impedansi op-amp yang ideal adalah ia memiliki impedansi input tak terbatas dan penguatan tak terbatas. Juga, itu berarti bahwa arus yang mengalir ke input lead adalah nol. Dan ini terjadi karena tidak ada arus yang masuk atau keluar dari terminal input (non-inverting dan inverting). Oleh karena itu, akan ada perolehan persatuan yang lebih tinggi.

Selanjutnya, op-amp ideal memiliki impedansi keluaran nol. Jadi, itu berarti bahwa arus keluaran tidak tergantung pada tegangan keluaran. Oleh karena itu, Op-Amp yang ideal tidak memerlukan impedansi keluaran untuk mengarahkan beban untuk memberikan tegangan melewatinya.

Singkatnya, Anda dapat mengatakan bahwa impedansi keluaran adalah nol atau rendah. Sebaliknya, impedansi input tidak terbatas atau memiliki impedansi input tinggi.

Bagaimana Anda Menghitung Impedansi Input dan Impedansi Output?

Karena impedansi menunjukkan hubungan antara tegangan dan arus, kita dapat menyatakannya sebagai rasio I terhadap V. I singkatan dari variasi arus, sedangkan V mewakili variasi tegangan.

Selain itu, Anda dapat mengukur perbedaan arus bias input terhadap perbedaan rentang tegangan mode-umum input.

Jadi, akan membantu jika Anda memiliki parameter seperti impedansi keluaran, persamaan gain loop terbuka, dan impedansi sumber. Dengan ini, Anda dapat menggunakan prinsip pembagi tegangan untuk mendapatkan tegangan keluaran dan masukan.

(Zin/(Rs + Zin)) Vin =Vsource—(1)

Di mana:

• Rs—impedansi sumber
• Zin—impedansi masukan
• Vin—tegangan referensi penguat
• Vsource—tegangan masukan

Dengan ini, Anda juga dapat menghitung tegangan beban keluaran dengan rumus di bawah ini:

Pilih. (Muat Ulang/(Muat Ulang + Zout) =Vlad—(2)

Di mana:

• Rload—resistensi beban
• Zout—impedansi keluaran penguat
• Vload—tegangan melintasi beban
• Vout—output penguat

Selain itu, Anda dapat mengganti Vout dengan waktu penguatan tegangan input.

Apakah mungkin untuk mengukur impedansi keluaran? Tentu saja Anda bisa. Tetapi Anda harus mengukurnya sebagai rangkaian ekivalen Thevenin:

• Vo/Is =Zout—(3)
• Di mana:
• I—arus keluaran, saat keluaran pendek
• Vo—tegangan keluaran, saat keluaran rangkaian terbuka

Penting untuk dicatat bahwa rumus di atas berasal dari hubungan linier antara arus dan tegangan keluaran.

Penguat Tegangan Op-Amp

Sumber:Wikimedia

Mengapa Impedansi Input Op Amp Tak Terbatas

Biasanya, impedansi menunjukkan rangkaian yang menentang aliran arus (langsung atau bolak-balik). Jadi, kami memiliki dua terminal input impedansi dalam sebuah op-amp ideal yang tak terbatas. Dan itu tidak terbatas karena arus tidak masuk ke op-amp dari terminal input.

Oleh karena itu, ini memungkinkan input untuk melihat dan merespons tegangan. Tetapi tegangan tidak akan mengarahkan arus apa pun ke op-amp.

Dengan kata lain, op-amp tidak akan mempengaruhi tegangan input. Namun secara praktis, Anda akan melihat kebocoran arus dalam hitungan menit di sirkuit input op-amp (biasanya kurang dari beberapa miliamp).

Mengapa Impedansi Output Op Amp Rendah

Impedansi keluaran op amp rendah karena tegangan yang diberikan keluaran adalah konstan. Dan tetap konstan bahkan jika output terhubung ke sirkuit yang meningkatkan jumlah beban.

Tetapi secara praktis, Anda akan melihat bahwa op-amp biasanya memiliki beberapa ohm dalam impedansi keluaran. Oleh karena itu, tegangan aktual terminal keluaran akan berbeda berdasarkan beban yang Anda tautkan ke keluaran.

Menutup

Ini tipikal untuk impedansi input Op-Amp menjadi tinggi. Bagaimanapun, op-amp adalah perangkat penambah tegangan. Plus, impedansi tinggi memungkinkan tegangan turun di input. Selain itu, ini membantu mempertahankan penarikan arus yang rendah dan menghindari efek pemuatan.

Apa pendapat Anda tentang topik? Apakah Anda memerlukan bantuan dengan perhitungan? Atau apakah Anda memiliki pertanyaan atau saran? Jangan ragu untuk menghubungi kami.