Εδώ είναι μια ανάλυση:
* Γραμμικότητα: Σε ένα γραμμικό σύστημα, η έξοδος είναι μια κλιμακούμενη έκδοση της εισόδου. Αυτό σημαίνει ότι ο διπλασιασμός της εισόδου θα διπλασιάσει την έξοδο, ο τριπλασιασμός της εισόδου θα τριπλασιάσει την έξοδο και ούτω καθεξής.
* Συμπεριφορά Op-Amp: Τα ιδανικά op-amp έχουν σχεδιαστεί για να ενισχύουν τη διαφορά μεταξύ των δύο ακροδεκτών εισόδου τους (αναστρέφοντας και μη). Αυτή η διαφορά, γνωστή ως διαφορική τάση εισόδου, ενισχύεται από έναν μεγάλο συντελεστή κέρδους (συνήθως 100.000 ή περισσότερο). Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και οι μικροσκοπικές διαφορές τάσης εισόδου προκαλούν σημαντικές αλλαγές στην τάση εξόδου.
* Γραμμική σχέση: Εντός του εύρους λειτουργίας του op-amp, η τάση εξόδου είναι γραμμικά ανάλογη με τη διαφορά τάσης εισόδου. Αυτή η σχέση διατηρείται όσο ο ενισχυτής λειτουργίας δεν είναι κορεσμένος (φτάνοντας τη μέγιστη ή την ελάχιστη τάση εξόδου του).
Σημαντική σημείωση: Οι οπ-ενισχυτές πραγματικού κόσμου παρουσιάζουν ελαφρά μη γραμμικότητα λόγω παραγόντων όπως:
* Τάση μετατόπισης εισόδου: Μια μικρή διαφορά τάσης που υπάρχει μεταξύ των ακροδεκτών εισόδου ακόμα και όταν δεν υπάρχει σήμα εισόδου.
* Ρυθμός περιστροφής: Ο μέγιστος ρυθμός αλλαγής της τάσης εξόδου, ο οποίος μπορεί να περιορίσει την ικανότητα του op-amp να αναπαράγει πιστά σήματα υψηλής συχνότητας.
* Στρεβλώσεις: Σε υψηλά επίπεδα σήματος εισόδου, οι ενισχυτές λειτουργίας μπορούν να εισάγουν παραμόρφωση, που σημαίνει ότι το σήμα εξόδου δεν είναι ακριβής αναπαράσταση της εισόδου.
Ωστόσο, αυτές οι μη γραμμικότητες είναι συνήθως αρκετά μικρές ώστε οι op-amp εξακολουθούν να θεωρούνται γραμμικές συσκευές για τις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές.
Συμπέρασμα:
Ενώ οι op-amps έχουν ορισμένα μη γραμμικά χαρακτηριστικά, η ικανότητά τους να ενισχύουν το σήμα εισόδου γραμμικά σε ένα ευρύ φάσμα δικαιολογεί την ταξινόμησή τους ως γραμμικές συσκευές. Αυτή η γραμμική συμπεριφορά είναι ζωτικής σημασίας για τη χρήση τους σε διάφορα αναλογικά κυκλώματα, συμπεριλαμβανομένων ενισχυτών, φίλτρων και ταλαντωτών.