Op-amp: devre tipi, çalışma prensibi. ters çevirici olmayan işlevsel amplifikatör amplifikatör devresi. Şema DC voltaj yükseltici işlevsel bir amplifikatör

makalede, bir standart olarak kabul edilir amplifikatör devresi olup , bir operasyon yükselticisi ve bu da cihazın çalıştırılması farklı mod örnekleridir. Bugüne kadar, kontrol ünitesinin hiçbiri operasyonel yükselteçler kullanımı olmadan yapamaz. Bu sinyal ile çeşitli işlevleri gerçekleştirmek için izin gerçekten çok yönlü bir araçtır. nasıl çalıştığını ve hangi Hakkında aynen mümkün bu cihaza size yapmak ve öğrenmek kolaylaştırır.

çevirici amplifikatör

evirmeyen yükselteç op-amp Sürüş Resimde görebilirsiniz yeterince basittir. Özünde (bağlantı bu makalede kabul tipi) işlevsel bir amplifikatör olduğu. Buna ek olarak, burada:

1. Direnç R1, bir gerilim düşüşü girdi olarak aynı değere üzerinde bulunmaktadır.
2. rezistör içinde R2, bir yer alır gerilim düşüşü - bu çıktı olarak aynıdır.

Bu durumda, direnç değeri R2 çıkış gerilimi oranının R1 ile ilgili olarak girişinde, ama arka işareti. Voltaj ve direnç değerleri bilmek kazanç hesaplanabilir. Bunu yapmak için, giriş gerilimi çıkış voltajını bölün. Bu ise operasyon yükselticisinin türü ne olursa olsun, aynı kazanç sahip olabilir (devresi bu herhangi birine sahip olabilir geçiş).

geribesleme İşler

iş geribildirim - artık tek önemli nokta daha ayrıntılı olarak anlamamız gerekir. Belli bir gerilim vardır girişinde, varsayalım. Kolaylık olması açısından, hesaplamalar ki, R1 = 10 K, R2 = 100 ohm varsayalım 1 V değerini alır.

Şimdi hangi çıkış katı gerilimi 0 V sonraki ayarlandığı için, bazı beklenmedik bir durum olduğunu varsayalım, ilginç bir deseni vardır - iki rezistans birlikte bir gerilim bölücü gelen oluşturmak, çiftler halinde çalışmaya başlar. çevirici aşamasının çıkışında 0.91 muhafaza V Bu işletim uyumsuzluğu girişlerini düzeltmek için sağlar, ve çıkış gerilimi azaltma meydana gelmektedir. Bu nedenle, işletme amplifikatörleri çok basit bir diyagram, örneğin, sensör işlevini gerçekleştirmektedir bir sinyal yükseltici.

Bu değişim sürece çıkış değeri üzerinde ayarlanmış gibi eşit işlevsel amplifikatör potansiyellerinin girişlerdeki şu anda 10 V sabit olan, çok gözeneklerin kadar devam edecektir. Ve onlar toprak potansiyeli aynı olacaktır. Öte yandan, aygıtın çıkış gerilimi azaltmak için devam edecek ve bu giriş potansiyelinde az -10 V şasi daha düşük hale olması durumunda. Sonuç - çıkış voltajı artmaya başlar.

Bu tip bir şemada, bir dezavantajı vardır - geri besleme döngüsü kapalı ise giriş empedansı, özellikle gerilim kazancı yüksek bir değere sahip amplifikatörlerde, çok küçüktür. Bütün bu eksikliklerin yoksun sonraki tartışılan bir tasarım,.

ınvert olmayan amplifikatör

Şekil olmayan bir çevirici amplifikatör bir diyagramdır işlevsel bir amplifikatör olduğu gösterilmektedir. Bunu analiz ettikten sonra, birkaç sonuçlara varabiliriz:

1. giriş eşit UA gerilim değeri.
2. R1 ve R1 ve R2 dirençleri toplamına çalışma çıkış geriliminin oranı gerilimi UA, kapalı, ayırıcı ile.
3. UA değeri giriş voltajına eşit olduğu durumda, kazanç girdisine çıktı voltajının oranıdır (veya R2 ve R1, birim eklemek dirençleri göre olabilir).

Bu yapı, bir hemen hemen sonsuz bir giriş empedansına sahip olmayan çevirici amplifikatör olarak adlandırılır. Örneğin, operasyon amplifikatörlere değerinin 411 serisi - 1012, en azından. Ve genellikle 108 ohm aşan, iki kutuplu yarı iletken transistör kullanarak operasyonel amplifikatörler için. hisse ohm - Ve burada yanı sıra daha önce tartışılan düzeninde çok küçük, kademeli dizisinin çıkış empedansı olduğunu. Ve bu hesaplama operasyonel amplifikatörler ile devreleri yapılır dikkate alınması gerekmektedir.

Şema AC amplifikatör

makalede açıklanan Hem düzenleri daha önce üzerinde çalışan doğru akımla. Ancak giriş sinyali kaynağının bir iletişim kalitesi ve amplifikatör hizmet ediyorsa alternatif akım girişindeki akımı için bir zemin sağlayacak. Ve, mevcut değerin büyüklüğü son derece küçük olmasına dikkat etmek gerekir.

Bir güçlendirilmesi AC birlik DC sinyaline kazancı azaltmak için gerekli sinyalleri yoktur durumda. Bu gerilim kazancı çok büyük olduğu durumlarda özellikle doğrudur. Bu sayede önemli ölçüde giriş cihazına verilir kayma gerilmesi, etkisini azaltmak mümkündür.

bir alternatif gerilim ile işlem için bir devrenin ikinci bir örneği,

Bu şemada, -3 dB hat frekansı 17Hz görülebilir. İki kiloda kapasitör özdirencinden görünür. Bu nedenle, kapasitör yeterli büyüklükte olmalıdır.

AC gücünü oluşturmak için, operasyonel yükselteçler ile evirilmeyen tipi devrelerini kullanmalıdır. Ve o yeterince büyük bir gerilim kazancı olması gerekir. Ama burada kapasitör çok büyük olabilir, bu yüzden kullanmayı durdurmak için en iyisidir. Doğru, sıfır değere eşitleyerek, sağ kesme stresi seçmek gereklidir. Ve T-şeklinde bir bölücü kullanımı ve devrede iki dirençlerin değerlerinin arttırılması da mümkündür.

Hangi düzeni kullanılması tercih edilir

onlar girişindeki çok yüksek empedans değerlerine sahip olduklarından Çoğu geliştirici, evirilmeyen amplifikatörlere tercihlerini verir. Ve ihmal şemaları tersleyen türü. onun "Kalp" dir işlevsel bir amplifikatör, en zorlu değil - Ama sonunda çok büyük bir avantaj vardır.

Buna ek olarak, özellikler, aslında, o çok daha iyidir. Ve hayali bir zemine yardımıyla kolayca tüm sinyalleri birleştirmek ve onlar birbirlerini bazı etkiye sahip olmayacaktır. Bu yapılar ve işlevsel bir amplifikatör için DC amplifikatör devresi de kullanılabilir. Bu, tüm ihtiyaçlarınıza bağlıdır.

Ve en son olarak - eğer Burada ele alınan bütün program, başka bir operasyon yükselticisinin stabil çıkışına bağlıdır. Bu durumda, giriş empedansı önemli değildir - en az 1 kW, hatta 10, sonsuz, ancak. Bu durumda, ilk aşamada her zaman bir sonraki ilişkin amacına hizmet eder.

Sürüş tekrarlayıcı

Bipolar transistörün üzerine inşa yayıcı benzer Powered takipçisi operasyonel amplifikatör. Ve benzer işlevleri yerine getirmektedir. Aslında, bu birinci direnç de sonsuz büyük olmayan bir çevirici amplifikatör, ve ikinci sıfırdır. Bu durumda kazanç dayanışma.

Sadece tekrarlayıcı devresi için tekniğinde kullanılan işlemsel yükselteçlerin özel türleri vardır. Genellikle yüksek hız - Onlar çok daha iyi bir performansa sahip. Bir örnek olarak, bu tip çalışma amplifikatörler OPA633, LM310, TL068 olarak. İkincisi bir transistör gibi vücudu, hem de üç sonucu vardır. Çoğu zaman, bu amplifikatörler tampon olarak basitçe adlandırılır. bunlar yalıtkan özelliklere (yüksek giriş empedansı ve çok düşük çıkış) sahip olması. Bu prensip üzerine inşa Hakkında ve geçerli amplifikatör devresi işlevsel bir amplifikatör olduğu.

Etkin mod

Aslında, bu operasyon yükselticisinin çıkışı ve girişindeki gerilim edildiği böyle bir moddur. giriş devresi çıkışında çok büyük bir sinyal gönderir ise o sadece toplayıcı ya da emiter voltajının düzeyini azaltmak için başlar. çıkış voltajı kesme seviyesinde sabitlenmiştir Ama - girişler OC gerilimi değişmez. Bu ölçekte yükseltici kademesinin besleme voltajından daha büyük olamaz.

işletme amplifikatörleri için en devreleri her spesifik yükseltici devresi işlemsel amplifikatör kullanılır bağlıdır, 2 V Ancak büyüklüğü, besleme geriliminden daha az olacak şekilde olduğu hesaplanmıştır. Aynı sürdürülebilirlik üzerinde bir sınırlama yoktur akım kaynağının operasyon yükselticisinin temelinde.

Bazı gerilim düşümü kaynak yüzen yük var olduğunu varsayalım. Geçerli seyahat normal yönü ise, ilk yükte garip bulunabilir. Örneğin, birkaç perepolyusovannyh pil. Bu tasarım bir doğru akım şarjı elde etmek için kullanılabilir.

bazı önlemler

Basit amplifikatör gerilimi işlevsel bir amplifikatör anlamıyla yapılabilir (devre bir seçilebilir) "onun diz". Ama hesaba bazı özel özellikleri alması gerekir. emin olmak için emin olun negatif geri besleme devresi. Aynı zamanda, ters çevirici olmayan ve yükselticinin ters çevirici girişi karıştırmak için kabul edilemez olduğunu söyler. Buna ek olarak, DC için geri besleme zinciri olmalıdır. Aksi takdirde, op-amp doyma modunda hızlı hareket başlayacaktır.

işlevsel bir amplifikatör, giriş diferansiyel gerilim çoğu değeri çok küçüktür. çevirici olmayan ve evirmeyen girişlerine arasındaki maksimum fark güç kaynağı bağlantı herhangi birinde 5 V değerine sınırlanabilir. Bu terim ihmal edersek, devrenin bütün özellikleri bozulacaktır gerçeğine yol açacaktır akımların oldukça büyük değerlere girişinde olacaktır.

Bu en kötü şey - operasyonel amplifikatörün fiziksel yıkım. Sonuç olarak, tamamen amplifikatör devresi op amp çalışmayı durdurur.

unutmamak

Ve tabii ki, biz operasyonel amplifikatörün istikrarlı ve uzun ömürlü çalışmasını sağlamak için izlenmesi gereken kurallar hakkında konuşmalıyız.

En önemlisi - DU çok yüksek voltaj kazancı vardır. girişler arasındaki gerilim milivoltunu paylaşmak değiştirirseniz, değeri çıkışı önemli ölçüde değişebilir. op-amp çıkış sıfıra (ideal eşittir) girişler arasındaki gerilim farkı yakın olmasını sağlamak için aramaya çalışıyor den: Bunu bilmek önemlidir.

İkinci kural - operasyonel amplifikatörün akım tüketimi anlamıyla nanoamps, çok azdır. giriş olarak ayarlanırsa alan etkili transistör, o pa tahmin edilmektedir. Girişler olursa olsun operasyonel amplifikatör devresi kullanılır, ne şimdiki tüketmek olmadığı sonucuna varılabilir - operasyonun prensip aynıdır.

Ama OU sürekli gerçekten giriş voltajının değiştiğine dikkat sanmıyorum. İkinci kurala uymak olacağından Fiziksel olarak, bu egzersiz, neredeyse imkansızdır. Nedeniyle tüm girdilerin operasyonel amplifikatör gidiş değerlendirmesine. Dış iletişim devresinin geri besleme ile çıkışından giriş gerilimine iletilmektedir. Sonuç - operasyon yükselticisinin girişler arasında sıfır gerilim farkıdır.

geribesleme kavramı

Bu yaygın bir kavram olduğunu ve zaten teknolojinin her alanında geniş anlamda kullanılmaktadır. herhangi bir kontrol sisteminde çıkış sinyalini ve ayar değerini (referans) karşılaştıran bir geri besleme döngüsü vardır. ne mevcut değerine bağlı olarak - doğru yönde bir düzeltme yoktur. Burada kontrol sistemi şey, yolda geçecek hatta bir araba olabilir.

Sürücü frene bastığında ve geribildirim - yavaşlamanın başlangıcı. Böyle basit bir örnekle benzerlik kurarak, daha iyi elektronik devrelerde geribildirim anlayabiliriz. Bir negatif geribildirim - bu araba hızlandırır fren pedalına basıldığında eğer.

elektroniğinden transmisyon giriş sinyaline çıkışından meydana geldiği bir işlemdir. Bu nedenle, aynı zamanda giriş sinyalinin yerleşmek vardır. Bir yandan, öyle değil çok mantıklı bir fikir, aslında büyük ölçüde kazanç azaltan, dışarıdan görünebilir. Böyle yorumlar, bu arada, kurucuları elektronik geliştirme görüşlerinizi aldı. Pratik devreleri dikkate - Ama operasyonel yükselteçler üzerindeki etkisi daha ayrıntılı olarak anlamak için gereklidir. Ve bu doğrudur ve biraz kazancı azaltır, ancak birkaç diğer seçenekleri geliştirmesine olanak tanıyan ortaya çıkıyor:

1. frekans tepkisi Yumuşak (bunlar için gerekli yol açar).
2. Bu yükseltici davranışını tahmin sağlar.
3. doğrusalsızlık ortadan kaldırmak ve distorsiyonu sinyal kapasitesine sahiptir.

daha geribesleme (negatif bahsediyoruz), açık bir OS ile amplifikatör performansı üzerinde daha az etkisi. Sonucu - tüm parametreleri bir devre hangi özelliklerine sadece bağlıdır.

Tüm operasyonel amplifikatörler çok derin geribildirim ile bir modda çalışan gerçeğine dikkat değer. Bir gerilim kazancı (açık-döngü) milyon hatta birkaç ulaşabilir. Bu nedenle, amplifikatör devresi işlevsel bir amplifikatör güç kaynağı ve giriş sinyali seviyesinin tüm parametrelerin uygun son derece zorlu olan bir.