OP-amp: piirin tyyppi, toiminnan periaate. Vahvistinpiiri on ei-invertoivaan operaatiovahvistimen. Järjestelmä dc jännite vahvistimen operaatiovahvistimen

Artikkeli pidetään vakiona vahvistinpiiri on operaatiovahvistimen, ja ovat esimerkkejä eri toimintatapoja tämän laitteen. Tähän mennessä yksikään ohjausyksikkö ei voi tehdä ilman operaatiovahvistimet. Tämä on todella monipuolinen työkaluja, joiden avulla voit suorittaa erilaisia toimintoja signaalin. Siitä, miten se toimii ja mitä on mahdollista tehdä tämän laitteen ja oppia.

invertoivana

Ajo kääntelemällä vahvistin op-vahvistin on yksinkertainen riitä, näet sen kuvan. Sen ytimessä on operaatiovahvistin (Yhteyden tyyppi se katsotaan tässä artikkelissa). Lisäksi tässä:

1. Vastuksen R1 jännitehäviö on läsnä arvo on sama kuin tulo.
2. Vastuksessa R2 on myös jännitehäviö - se on sama kuin ulostulo.

Tässä tapauksessa lähtöjännite suhde vastuksen arvo R2 on panos suhteessa R1, mutta takaisin merkki. Tietäen jännitteen ja vastuksen arvot voidaan laskea vahvistuksen. Tehdä tämän, jakaa lähtöjännite tulojännitteen. Tässä operaatiovahvistimen (kytkentäpiiri se voi olla mikä tahansa) voi olla sama vahvistus tyypistä riippumatta.

palaute Työpaikat

Työ palaute - nyt yksi keskeinen kohta täytyy ymmärtää tarkemmin. Oletetaan, suulla on tietty jännitys. Yksinkertaisuuden vuoksi laskelmat ottaa arvon 1 V. Oletetaan myös, että R1 = 10K, R2 = 100 ohmia.

Oletetaan että on olemassa joitakin odottamattomissa tilannetta, jonka vuoksi tuotannon vaiheessa jännite on asetettu 0 V. Seuraavaksi on mielenkiintoinen kuvio - kaksi vastusten alkavat työskentelevät pareittain, yhdessä ne luovat jännitejakajalta. Lähdössä invertoivan vaiheessa pidetään 0,91 V. Tämä mahdollistaa sen, että käyttöjärjestelmä korjata epäsuhta tuloa, ja lähtöjännitteen vähennys tapahtuu. Näin ollen, hyvin yksinkertainen mallikaavio operaatiovahvistimet, signaalin vahvistin, joka toteuttaa funktion anturin, esimerkiksi.

Ja tämä muutos on edelleen erittäin huokoset, niin kauan kuin on asetettu lähdön arvo on vakaa 10 V. Se oli tällä hetkellä tuloissa operaatiovahvistimen potentiaalit ovat yhtä suuret. Ja he ovat samat kuin maapotentiaali. Toisaalta, jos lähtöjännite laitteen vähenee edelleen, ja se on vähemmän kuin -10 V tulo potentiaali tulee pienempi kuin maa. Seuraus - lähtöjännite alkaa kasvaa.

Tällaisessa järjestelmässä on se haitta - tuloimpedanssi on erittäin pieni, erityisesti vahvistimia, joilla on korkea jännite-vahvistuksen, jos takaisinkytkentäsilmukka on suljettu. Malli, käsitellään seuraavaksi, riistetään kaikki nämä puutteet.

Ei-invertoiva vahvistin

Kuviossa on esitetty kaavio ei-invertoiva vahvistin on operaatiovahvistin. Tutkittuaan se, voimme tehdä useita johtopäätöksiä:

1. UA jännite arvo on sama kuin tulo.
2. Kanssa jakajaan pois jännite UA, joka on suhde työn lähtöjännitteen summa R1 ja R1 ja R2 vastusten.
3. Tapauksessa, jossa arvo UA on yhtä suuri tulojännitteen, voitto on suhde lähtöjännite syötettävä (tai se voi olla suhteessa vastusten R2 ja R1 lisätä yksikkö).

Tämä rakenne on kutsutaan ei-invertoiva vahvistin, se on käytännössä ääretön impedanssi. Esimerkiksi operaatiovahvistimet 411 sarjan sen arvo - 1012, vähintään. Ja operaatiovahvistimet käyttäen bipolaaripuolijohdeteknologiaan transistori, tavallisesti yli 108 ohmia. Ja tässä on lähtöimpedanssi kaskadin samoin kuin aiemmin keskusteltu järjestelmä on hyvin pieni - osake ohmia. Ja se on otettava huomioon, kun laskenta suoritetaan piirejä operaatiovahvistimet.

Järjestelmä AC vahvistin

Molempia järjestelmiä Artikkelissa aiemmin ajaa tasavirtaa. Mutta jos viestinnän laatua tulosignaalin lähteen ja vahvistimen palvelee vaihtovirta , joka tarjoaa perustan virran tulo. Ja sinun täytyy kiinnittää huomiota siihen, että nykyinen arvo on erittäin pieni kooltaan.

Tapauksessa, jossa on vahvistaa AC signaaleja tarpeen vähentää herkkyyttä yhtenäisyys DC-signaaliksi. Tämä pätee erityisesti silloin, kun jännite vahvistus on erittäin suuri. Tällä on mahdollista merkittävästi vähentää vaikutusta leikkausjännityksen, joka annetaan syöttölaite.

Toinen esimerkki piiristä kanssa vaihtojännite

Tässä järjestelmässä, -3 dB: voidaan nähdä linja taajuus 17 Hz. Käy ilmi kondensaattorin impedanssi on kaksi kiloa. Siksi kondensaattori on oltava riittävän suuri.

Rakentaa verkkovirralla, sinun pitäisi käyttää ei-kääntelemällä tyyppinen piirien kanssa operaatiovahvistimet. Ja hänen on oltava riittävän suuri jännitevahvistus. Mutta tässä on kondensaattori voi olla liian suuri, joten on parasta lopettaa sitä. Totta, on tarpeen valita oikea leikkausjännitys, rinnastaa sen nolla. Ja on mahdollista käyttää T-muotoinen jakaja ja lisätä vastuksen arvot sekä vastusten piiri.

Joka järjestelmä on suositeltavaa käyttää

Useimmat kehittäjät antavat etusijan ei-kääntelemällä vahvistimet, koska niillä on erittäin korkea impedanssi tulossa. Ja laiminlyönti järjestelmiä kääntelemällä tyyppiä. Viimein on valtava etu - se ei ole kaikkein vaativimpiin operaatiovahvistimen, joka on sen "sydän".

Lisäksi ominaisuudet, itse asiassa hän on paljon parempi. Ja avulla kuvitteellisen maa voi yhdistää kaikki signaalit helposti, ja ne eivät ole toisiaan jonkin verran vaikutusta. Sitä voidaan käyttää rakenteissa ja DC vahvistin piiri operaatiovahvistin. Se kaikki riippuu tarpeista.

Ja viimeksi - siinä tapauksessa, että koko järjestelmä, käsitellään tässä, on kytketty stabiili ulostulo, toisen operaatiovahvistimen. Tässä tapauksessa, impedanssi tulo ei ole tärkeä - vähintään 1 kW, jopa 10, vaikka ääretön. Tässä tapauksessa, ensimmäisen vaiheen aina palvelee tarkoitusta suhteessa seuraavaan.

ajo toistin

Voimanlähteenä toimivan operaatiovahvistimen samanlainen emitteriin rakennettu bipolaaritransistori. Ja suorittaa samankaltaisia toimintoja. Itse asiassa, se on ei-invertoiva vahvistin, joka on ensimmäinen vastus on äärettömän suuri, ja toinen on nolla. Tällöin voitto on yhtenäisyys.

On olemassa erityisiä tyyppejä operaatiovahvistimet, joita käytetään tekniikan vain toistimen piiristöön. Heillä on paljon parempi suorituskyky - yleensä nopea. Esimerkiksi, kuten operaatiovahvistinten OPA633, LM310, TL068. Jälkimmäinen on elin kuin transistori, sekä kolme johtopäätöstä. Hyvin usein nämä vahvistimet kutsutaan yksinkertaisesti puskureina. Se, että niillä on eriste ominaisuuksia (erittäin korkea impedanssi ja erittäin alhainen tuotanto). Noin rakennettu tämän periaatteen, ja nykyinen vahvistinpiiri on operaatiovahvistin.

aktiivinen tila

Itse asiassa se on niin tila, jossa tulot ja lähdöt operaatiovahvistimen ei ole ylikuormitettu. Jos tulo piiri syöttää hyvin suuri signaali lähdössä sitä alkaa leikata tason keräilijän tai emitterijännite. Mutta kun lähtöjännite on kiinteä tasolla leikkaus - tulojen OC jännite ei muutu. Tässä mittakaavassa ei voi olla suurempi kuin syöttöjännitteen vahvistinasteen.

Useimmat piirit operaatiovahvistimet lasketaan siten, että suuruus on pienempi kuin syöttöjännite on 2 V. Kuitenkin, se riippuu siitä, mitä käytetään erityisesti vahvistin piirin operaatiovahvistin. Sama on rajoitettu kestävyys virtalähteen perusteella operaatiovahvistimen.

Oletetaan, että on lähde kelluva kuorma noin jännitehäviö. Jos virta on normaali kulkusuunta, löytyy oudolta aluksi kuorman. Esimerkiksi useita perepolyusovannyh akkuja. Tämä muotoilu voidaan käyttää saamaan tasavirtaa maksu.

joitakin varotoimia

Yksinkertainen vahvistin jännite operaatiovahvistimen (piiri voidaan valita mikä tahansa) voidaan kirjaimellisesti "hänen polvi." Mutta se on otettava huomioon joitakin erityispiirteitä. Muista varmistaa, että takaisinkytkentäpiiri kieltävästi. Siinä todetaan myös, että ei ole hyväksyttävää sekoittaa ei-kääntelemällä ja kääntelemällä panokset vahvistimen. Lisäksi on oltava palautetta ketju DC. Muuten, op amp alkaa liikkua nopeasti saturaatiomoodissa.

Useimmat operaatiovahvistimen tulon jännite-ero on hyvin pieni arvo. Välinen suurin ero ei-invertoivaan ja kääntelemällä tulot voidaan rajoittaa arvoon, joka on 5 V tahansa yhdistää virtalähteeseen. Jos emme välitä tätä termiä, on suulla melko suuria arvoja virtojen, joka johtaa siihen, että kaikki ominaisuudet piirin heikkenee.

Pahinta tässä - fyysinen tuhoaminen operaatiovahvistimen. Tämän seurauksena se ei toimi vahvistinpiiri op amp täysin.

Pitää mielessä

Ja tietysti meidän täytyy puhua sääntöjä, joita olisi noudatettava varmistaa vakaa ja pitkäaikaisen toiminnan operaatiovahvistimen.

Tärkeintä - DU on erittäin suuri jännitevahvistus. Ja jos jännite tulo muuttaa jakaa millivolttia, lähtö sen arvo voi muuttua merkittävästi. Siksi on tärkeää tietää: OP-amp output yrittää pyrkiä varmistamaan, että jännite-ero tulojen oli lähellä (ihanteellisesti yhtä suuri) kuin nolla.

Toinen sääntö - virrankulutus operaatiovahvistimen on hyvin pieni, kirjaimellisesti nanoamps. Jos tulo on asetettu kanavatransistoreja, on arvioitu, pA. Tästä voidaan päätellä, että panokset eivät kuluta virtaa, mitä käytetään operaatiovahvistinpiirin - toimintaperiaate pysyy samana.

Mutta en usko, että OU on todella muuttuu jatkuvasti tulojännitteen. Fyysisesti tämä harjoitus on lähes mahdotonta, koska ei olisi noudatettu toinen sääntö. Johtuen operaatiovahvistimen jatkuvaan arviointiin kaikkien tulojen. Palautetta ulkoisen viestinnän piiri lähetetään tulojännite lähdöstä. Tulos - sisääntulojen väliin operaatiovahvistimen on jännite-ero nolla.

palaute käsite

Se on yleinen käsitys, ja se on jo käytössä laajasti kaikilla tekniikan aloilla. Jonkin ohjausjärjestelmä on takaisinkytkentäsilmukka, joka vertaa lähtösignaalin ja asetettu arvo (viite). Riippuen siitä, mitä nykyinen arvo - on korjauksen oikeaan suuntaan. Jolloin ohjausjärjestelmä voi olla mitä tahansa, vaikka auto, joka kulkee tiellä.

Kuljettaja painaa jarru, ja palaute on - alussa hidastuvuus. Samoin kuin niin yksinkertainen esimerkki, voimme paremmin ymmärtää palautteen elektronisia piirejä. Negatiivinen palaute - se jos painettaessa jarrupoljinta autoa kiihdyttää.

Palaute elektroniikka on prosessi, jonka aikana lähetys tapahtuu lähdöstä tulosignaalin. Näin ollen on olemassa myös laskeutua tulosignaalin. Toisaalta, se ei ole kovin järkevää ajatusta, se voi itse asiassa tuntua ulkopuolelta, mikä vähentää huomattavasti hyötyä. Näissä tarkasteluissa, muuten perustajat saivat elektroniikan kehittämisessä palautetta. Mutta se on välttämätöntä ymmärtää tarkemmin sen vaikutus operaatiovahvistimiin - käsittelee käytännön piirejä. Ja on selvää, että se on totta ja hieman vähentää voitto, mutta voidaan korjata muutamia muita vaihtoehtoja:

1. Sileä taajuusvaste (ja niiden tarpeen).
2. Sen avulla voidaan ennustaa käyttäytymistä vahvistimen.
3. Joka kykenee poistamaan ei-lineaarisuus ja signaalin vääristymistä.

Mitä enemmän palautetta (puhumme negatiivinen), sitä vähemmän vaikutusta vahvistimen suorituskykyä avoin käyttöjärjestelmä. Tulos - kaikki sen parametrit riippuvat vain siitä, mitä ominaisuuksia piiri.

On syytä kiinnittää huomiota siihen, että kaikki toiminnalliset vahvistimet toimivat tilassa hyvin syvällä palautetta. Jännitevahvistus (sen avoimen silmukan) voi tavoittaa jopa useita miljoonia. Näin ollen, vahvistinpiiri on operaatiovahvistin on erittäin vaativa siitä, ovatko kaikki parametrit virtalähde ja tulosignaalin taso.