เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการในทางปฏิบัติมีข้อจำกัดบางประการที่ควรพิจารณาในการออกแบบเครื่องมือ

‍

ข้อจำกัดทางกายภาพของเครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ −

• ข้อจำกัดในการจ่ายแรงดันไฟฟ้า
• ข้อจำกัดแบนด์วิดท์จำกัด
• ข้อจำกัดแรงดันออฟเซ็ตอินพุต
• ข้อจำกัดกระแสไบอัสอินพุต
• ขีดจำกัดแรงดันออฟเซ็ตเอาต์พุต
• การจำกัดอัตราการเปลี่ยนแปลง
• ขีดจำกัดเอาต์พุตไฟฟ้าลัดวงจร
• อัตราส่วนการปฏิเสธโหมดทั่วไปจำกัด

ข้อจำกัดในการจ่ายแรงดันไฟฟ้า

เครื่องขยายเสียงปฏิบัติการใช้แหล่งจ่ายไฟ DC ภายนอก (+V CC และ -V CC ) ซึ่งสมมาตรและอยู่ในช่วง ± 10 V ถึง ± 20 V ผลของข้อจำกัดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคือเครื่องขยายเสียงสามารถขยายสัญญาณได้เฉพาะภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเท่านั้น เป็นไปไม่ได้ในทางกายภาพที่เครื่องขยายเสียงปฏิบัติการจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ (V_CC)สำหรับเครื่องขยายเสียงปฏิบัติการเชิงพาณิชย์ ข้อจำกัดจะน้อยกว่า V_CC ประมาณ 1.5 V

ข้อจำกัดแบนด์วิดท์จำกัด

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการภาคปฏิบัติมีแบนด์วิดท์จำกัด ค่าเกน (A) ของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการภาคปฏิบัติเป็นฟังก์ชันของความถี่ และมีลักษณะเฉพาะคือการตอบสนองความถี่ต่ำ

สำหรับเครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ

ความถี่ตัด (ω₀ ) ของออปแอมป์ (Op-Amp) แสดงถึงจุดที่การตอบสนองของเครื่องขยายเสียงเริ่มลดลงตามฟังก์ชันของความถี่ แบนด์วิดท์จำกัดของออปแอมป์ที่ใช้งานจริงส่งผลให้เกิดผลคูณระหว่างเกนและแบนด์วิดท์คงที่ และผลที่ตามมาคือ เมื่อเกนแบบวงปิดของออปแอมป์เพิ่มขึ้น แบนด์วิดท์ 3 เดซิเบลจะลดลงตามสัดส่วนจนกระทั่งอยู่ในขีดจำกัด

เมื่อใช้ Op-Amp ในโหมด open loop ค่าเกนจะเท่ากับ A₀ และแบนด์วิดท์ 3 dB จะเท่ากับ (ω₀ ) ดังนั้น ผลคูณค่าเกน-แบนด์วิดท์คงที่จะกลายเป็น A₀ω₀ = K

ขณะนี้ หากใช้เครื่องขยายเสียงในโหมดวงปิด ค่าเกนของเครื่องขยายเสียงจะน้อยกว่าค่าเกนของวงเปิด (A₀ ) มาก และแบนด์วิดท์ 3 dB ของ Op-Amp จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน

แรงดันออฟเซ็ตอินพุต

สำหรับ Op-Amp ที่ใช้งานจริง ในกรณีที่ไม่มีอินพุตจากภายนอก อาจมีแรงดันออฟเซ็ตอินพุตอยู่ที่อินพุตของ Op-Amp แรงดันออฟเซ็ตอินพุตนี้เกิดจากความไม่ตรงกันในวงจรภายในของ Op-Amp

แรงดันออฟเซ็ตอินพุตจะปรากฏเป็นแรงดันอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลระหว่างขั้วอินพุตแบบอินเวิร์ตติ้งและแบบไม่อินเวิร์ตติ้ง การมีแรงดันออฟเซ็ตอินพุตจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดไบอัส DC ในเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง

กระแสไบอัสอินพุต

กระแสไบอัสอินพุตไม่ใช่ศูนย์อย่างแน่นอนสำหรับออปแอมป์ที่ใช้งานจริง กล่าวคือ มีกระแสไบอัสอินพุตเล็กน้อยที่ขั้วอินเวิร์ตติ้งและขั้วนอนอินเวิร์ตติ้งของออปแอมป์ กระแสเหล่านี้เกิดจากการสร้างภายในของสเตจอินพุตของออปแอมป์ ค่ากระแสไบอัสอินพุตขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในการสร้างออปแอมป์

ขีดจำกัดแรงดันออฟเซ็ตเอาต์พุต

เนื่องจากผลของแรงดันออฟเซ็ตอินพุตและกระแสออฟเซ็ตอินพุต ทำให้มีลักษณะที่ไม่เหมาะสมอีกประการหนึ่งของ Op-Amp นั่นก็คือ แรงดันออฟเซ็ตเอาต์พุต

ขีดจำกัดอัตราการเปลี่ยนแปลง

อ็อปแอมป์ที่ใช้งานจริงสามารถสร้างอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเอาต์พุตได้เพียงอัตราจำกัด อัตราจำกัดนี้เรียกว่าอัตราสลูว์เรต อ็อปแอมป์ที่ใช้งานจริงมีอัตราสลูว์เรตจำกัด

กระแสไฟขาออกลัดวงจร

ในกรณีของออปแอมป์ที่ใช้งานจริง แหล่งจ่ายภายในไม่เหมาะสม เนื่องจากไม่สามารถจ่ายกระแสโหลดได้ไม่จำกัด ดังนั้น ลักษณะเฉพาะอีกประการหนึ่งของออปแอมป์ที่ไม่เหมาะคือ กระแสเอาต์พุตสูงสุดของออปแอมป์ถูกจำกัดด้วยกระแสเอาต์พุตลัดวงจร (I_SC )

ข้อจำกัดอัตราส่วนการปฏิเสธโหมดทั่วไป

สำหรับ Op-Amp ที่ใช้งานจริง จะมีช่วงแรงดันไฟฟ้าโหมดร่วมที่จำกัด สำหรับ Op-Amp สามารถดูค่า CMRR ได้ในแผ่นข้อมูลของ Op-Amp แต่ละรุ่น

‍