음향:electric_circuit:op-amp:start
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목차
Op-amp
Operatioanl Amplifier
Op-amp를 통해 증폭회로를 설계할 때 설계 방식에 의해 크게 차동 입력(Differential input signal)을 이용한 Op-amp와 단동 입력(Single ended input signal)을 이용한 Op-amp로 나누어진다.
단동형 Op-amp
Single ended input Op-amp 단동형 연산 증폭기는 하나의 입력 신호만을 증폭합니다. 즉, 입력 신호가 하나만 존재하며, 그 신호를 기준으로 증폭합니다.
장점:
단점:
- CMRR(공통 모드 제거비): 공통 모드 잡음을 제거하는 능력이 차동형에 비해 낮습니다.
차동형 Op-amp
Differential input Op-amp
차동형 연산 증폭기는 두 개의 입력 신호를 받아 그 차이를 증폭합니다. 즉, 두 입력 신호의 차이를 증폭하여 출력합니다.
장점:
단점:
- 복잡성: 회로 구성이 단동형보다 복잡하며, 설계가 더 까다로울 수 있습니다.
- 비용: 필요한 부품 수가 많고, 따라서 비용이 높을 수 있습니다.
- 발진 가능성: 설계나 구현이 잘못될 경우 발진 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
완전 차동형 Op-amp
Fully differential Op-amp
Fully Differential 연산 증폭기는 차동형 증폭기의 확장된 형태로, 두 개의 입력뿐만 아니라 두 개의 출력도 제공하는 증폭기입니다. 이는 차동형 증폭기와 유사하지만, 출력도 차동형 신호로 제공되어, 신호의 전송과 처리에서 더 많은 유연성과 성능 향상을 제공합니다.
장점:
단점:
- 복잡성: 회로 구성이 매우 복잡하며, 설계가 까다롭습니다. 설계자가 각별히 신경 써야 할 부분이 많습니다.
- 비용: 부품 수가 많고, 따라서 비용이 높습니다. 또한, PCB 설계 시 더 많은 공간이 필요할 수 있습니다.
- 발진 가능성: 적절한 보상이 이루어지지 않을 경우 발진할 가능성이 있습니다. 이는 특히 고주파 응용에서 문제가 될 수 있습니다.
VFA와 CFA
OP-amp(연산 증폭기)는 VFA(Voltage Feedback Amplifier)와 CFA(Current Feedback Amplifier)의 두 가지 주요 구조로 나뉘며, 이들은 각각의 피드백 메커니즘과 특성에 따라 다릅니다. 이 두 구조의 차이점과 장단점을 아래에 정리하였습니다.
VFA(Voltage Feedback Amplifier)
동작 원리
특징
- 폐루프 이득이 대역폭에 영향을 미칩니다. 즉, 이득이 높아질수록 대역폭이 좁아집니다.
장점
- 넓은 이득 범위에서 동작하며, 특히 저주파에서 매우 안정적입니다.
단점
CFA(Current Feedback Amplifier)
동작 원리
특징
- 대역폭은 이득에 거의 영향을 받지 않습니다. 즉, 이득이 높아지더라도 대역폭이 크게 감소하지 않습니다.
- 슬루레이트가 이득에 따라 가변적이므로, 고주파 신호 처리에 유리합니다.
장점
- 고속 응답성을 제공합니다. 주로 고주파에서 매우 빠른 응답을 요구하는 애플리케이션에 적합합니다.
- 슬루레이트가 더 높고 빠릅니다, 따라서 빠른 신호 처리나 고주파 응답이 중요한 상황에서 유리합니다.
단점
- 정확한 이득 제어가 어렵습니다. VFA에 비해 이득 설정이 정확하지 않으며, 저주파에서 성능이 떨어질 수 있습니다.
- 고이득에서 열 안정성이 떨어질 수 있습니다.
VFA와 CFA의 비교
Basic Op-amp Configurations
Reference
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음향/electric_circuit/op-amp/start.txt · 마지막으로 수정됨: 2024/09/23 저자 정승환