"Ground" ist in diesem Zusammenhang wirklich eine Fehlbezeichnung. Es ist nur eine Referenz. Nehmen Sie zum Beispiel diese Schaltung, die Sie wahrscheinlich kennen:

^{simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>}

und verbinden Sie stattdessen die "Masse" mit einem anderen Steuerelement:

^{simulieren diese Schaltung sup>}

Sie können sich vorstellen, dass es sich um genau dieselbe Schaltung mit genau demselben Verhalten handelt, vorausgesetzt, die Referenzsteuerung bleibt konstant. Es konzentriert sich einfach auf diese neue Referenz, und es ist jetzt kein expliziter Grund mehr erforderlich.

Die tatsächlichen Regeln für Opamps sind:

1. Die Ausgabe geht so weit wie nötig, um die beiden Eingänge gleich zu halten.
2. Wenn der Eingang "+" höher als der Eingang "-" ist, steigt er an. wenn niedriger, es geht runter.
3. Wenn der Ausgang auf die eine oder andere Versorgungsschiene trifft, stoppt er dort.
   (tatsächlich ein oder zwei Volt kurz, es sei denn, es handelt sich ausdrücklich um ein Rail-to-Rail-Design)
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Sie werden feststellen, dass in nichts davon "Boden" erwähnt wird. Vergleichen Sie nur die beiden Eingänge miteinander und den Ausgang mit den Versorgungsschienen . Das war's!

Ihre Frage ist gut.Da die Differenzverstärkung eines Operationsverstärkers typischerweise sehr groß ist und 100 dB und mehr beträgt, wird häufig kein Detail berücksichtigt.

Nehmen Sie zum Beispiel die folgende Simulation eines stark idealisierten Opamps, bei dem jeder Opamp ein anderes Ausgangsreferenzpotential hat:

Die Ausgabe ist in den drei Fällen nahezu identisch, und für das grundlegende Design kann das Ausgangsreferenzpotential ignoriert werden.

In Fällen, in denen Sie die Übertragungsfunktion des opamp \ $ A (s) \ $ span> für die Stabilitäts- und Frequenzanalyse verwenden würden, ist dies auch ein Stummschaltpunkt.Gute Entwurfspraktiken stellen sicher, dass alle drei Referenzpotentiale aufgrund von Entkopplungs- / Bypass-Kondensatoren zu einer einzigen Wechselstrommasse werden.

Sehen Sie sich an, wie input Offset Voltage für diesen bestimmten Operationsverstärker definiert ist.Denken Sie daran, dass dies die Eingangsdifferenzspannung (bei einer bestimmten Gleichtaktspannung) ist, die erforderlich ist, um den Ausgang auf genau Null zu bringen.

Verwenden Sie dieselbe Bodenreferenz.

In fast allen Fällen kann die maximale Offset-Spannung den Ausgang wesentlich stärker ansteuern als zwischen den Versorgungsschienen, sodass dies keine große Rolle spielt.

Die Ausgangsspannung wird, wie Sie sagen, normalerweise durch A * (Vp-Vn) angenähert. Eine genauere Gleichung addiert jedoch Voffset, so dass Vout = A * (Vp-Vn + Voffset). Die Offset-Spannung ergibt bei Multiplikation mit der Open-Loop-Verstärkung A eine Ausgangsspannung von Null, die die Versorgungsschienen überschreiten kann. Diese Tatsache macht Ihre Frage im wirklichen Leben bedeutungslos. Was wirklich passiert, ist, dass eine positivere differentielle Eingangsspannung dazu führt, dass der Ausgang in positiver Richtung stärker schwingt. Mehr negative Eingangsspannungen führen dazu, dass der Ausgang in negativer Richtung stärker zieht. Wenn Sie keine negative Rückkopplung verwenden, variiert die Ausgangsspannung mit beiden miteinander verbundenen Eingängen zufällig von Teil zu Teil. Alle praktischen Rückkopplungsschaltungen sind so eingerichtet, dass sie auch bei dieser Unsicherheit ordnungsgemäß funktionieren. Sie können dies analysieren, indem Sie Ihr ideales Modell mit einer kleinen Spannung verwenden, die in Reihe mit einem der Eingänge addiert wird. Alternativ können Sie einen viel größeren Akku (A-mal größer) in Reihe mit dem Ausgang schalten. Sie werden feststellen, dass der Fehler von beiden Quellen um einen Faktor reduziert wird, der der Verstärkung im offenen Regelkreis geteilt durch die Verstärkung im geschlossenen Regelkreis entspricht. Da der Gewinn der meisten Operationsverstärker etwa eine Million beträgt, werden diese Nichtidealitäten auf Ausgabefehler von nur wenigen Mikrovolt reduziert. Deshalb ignorieren fast alle Opamp-Analysen diese Effekte. Für wirklich genaue Messungen ist der Effekt jedoch real und erfordert möglicherweise zusätzliche Schaltkreise, um die Offset-Spannung auf Null zu setzen.

Sie können einen Kondensator als Last (CL) verwenden, um Ihre Ausgangsspannung (Vout) zu "lesen".Diese Kapazität ist mit Masse (gnd) verbunden, sodass Ihre Vout-Messung in Bezug auf die gnd erfolgt.