Operacijski ojačevalnik - kaj je to?

Isaac

7 minut

operacijski ojačevalnik

Če želite izvedeti več o njem operacijski ojačevalnik, ali če še vedno ne veste, za kaj gre, tukaj lahko malo bolje razumete to vrsto naprave. Poleg tega ti Elektronske komponente zelo se uporabljajo v številnih vezjih, saj so zelo praktični za številne aplikacije.

Zahvaljujoč jim je mogoče obdelati analogne signale, množico operacij z njimi naredite primerjave itd. Danes so prisotni v številnih vezjih, ki jih uporabljate vsak dan, tudi na plošči. Arduino...

Kaj je operacijski ojačevalnik?

op amp simbol

El op amp koncept pojavil leta 1947. Prvi so bili zgrajeni z uporabo vakuumskih cevi, ki so se uporabljale v prvih analognih računalnikih. Po njihovi zaslugi bi lahko izvajali temeljne matematične operacije, kot so seštevanje, odštevanje, množenje, deljenje, izpeljava, integracija itd. Zato se imenujejo "operativni" ojačevalniki ...

Do leta 1964 po zaslugi slavnega Fairchild polprevodnik, prvi monolitni operacijski ojačevalnik, zgrajen na integriranem vezju, ne bi prispel, saj so danes distribuirani. To je bilo delo inženirja Roberta Johna Widlarja in je bilo označeno z μA702. Od tam bi se razvil do μA741 iz leta 1968, bipolarni čip, ki je postal industrijski standard.

Ti operacijski ojačevalniki (znani tudi kot Op Amp) so naprave, ki lahko izvajajo številne naloge, odvisno od namestitve priloženih elektronskih komponent. Ti elementi bodo pritrjeni na njegovih 5 nožic (pinout):

  • - vnos: je obratni vhod.
  • + vhod: je neposredni vstop, to je neinvestitor.
  • izhod: izhod.
  • + Vss: to je pozitivno hranjenje.
  • -vss: je negativno hranjenje.

V teh napravah nekaj zelo posebni pogoji da bi morali vedeti. Na primer:

  • Trenutno ni nobenega vhoda / izstopa iz obrnjenega in neinvertirajočega zatiča, ker je impedanca med njima neskončna (v idealnem opcijskem ojačevalniku).
  • Diferencialni dobiček v idealnem bo prav tako neskončen, čeprav v praksi to ni mogoče, saj po doseženi nasičenosti izhodna napetost ostane konstantna.
  • Potencialna razlika med vhodom, ki se obrača in ne, se ne sme spreminjati.
  • Zelo visok dobiček. Toda uravnoteženo, to pomeni, da bo v obeh vhodih enako. To pomeni, da je izhod enak nič, če se oba vhoda napajata z enakimi signali in z enako polarnostjo
  • Zelo visoka vhodna upornost in zelo nizka izhodna upornost.
  • Kot kateri koli drugi ojačevalnik lahko dosežejo točko nasičenja. Takrat se izhodni signal ne bo še povečeval, tudi če se razlika med signali ne.
  • Tudi pasovna širina je v idealnem primeru neskončna, v resničnem primeru pa to ni mogoče. To kaže na frekvenčno območje, v katerem je določena operativna funkcija natančna.

Kot že ime pove, je op ojačevalnik naprava, ki zmore povečati katero koli vrsto signala (napetost ali jakost), tako izmenični kot enosmerni tok. In to je dovolj za izvedbo številnih operacij glede na konfiguracije ali načine, ki jih bomo videli v naslednjem poglavju ...

Načini delovanja

Lepo pri operacijskem ojačevalniku je, da lahko konfigurirati na različne načine tako da lahko delate drugače:

Pretvornik

Operativni ojačevalnik lahko deluje kot napetostni ojačevalnik investitor in ne investitor. Ko to počnete kot pretvornik, je izhodna napetost v faznem nasprotju z vhodno napetostjo (namesto v isti fazi kot pri ne-pretvornikih).

Vedeti morate tudi, da lahko sodelujejo z obema tok tako pri izmeničnem toku pri tej vrsti konfiguracije. V primeru izmeničnega toka bo serijsko in tik pred R1 vključen kondenzator C1.

V tem primeru je pridobijo lahko izračunamo s formulo:

Av = - R2 /R1

Medtem ko lahko tudi izračunajte upor ki se na vhod in zemljo poveže z:

R3 = R1 R2 /R1 + R2

Ne investitor

ne investitor

Operativni ojačevalnik ne investitor napajal ga bo neinvertirajoči vhod, izhodni signal pa je v fazi s signalom vhoda. V tem primeru lahko deluje tudi v tej konfiguraciji za enosmerni tok kot izmenični tok, v drugem primeru pa dva kondenzatorja, C1 v neposrednem vhodu in C2 v seriji med R1 in tlemi.

V tem primeru se dobiček izračuna drugače:

Av = R1 + R2 /R1

Medtem ko tretji odpor še vedno se izračuna po enaki formuli kot v pretvorniku ...

Seštevalec napetosti

seštevalnik

Op ojačevalnik se lahko uporablja za mešanje signalov prispevki iz različnih virov. Ta vrsta vezja uporablja več vhodov (do največ 10, čeprav so na sliki le 3).

Tu se zgodi, da jakost toka je enako vsoti delnih tokov vhodov (kot določa Kirchhoffov zakon):

Ii = Jaz1 + I2 + I3

Vsaka od teh intenzivnosti z uporabo Ohmov zakon, bo odvisno de:

I1 = V1 /R1

I2 = V2 /R2

I3 = V3 /R3

Ker ima jakost vhodnega toka enako vrednost in je nasprotnega predznaka izhodni tok, je mogoče ugotoviti, da:

Ii = - Io

Zato je mogoče ugotoviti, da izhodna napetost bo:

Vo = Jazo R4 = -Ii R4

V tem primeru še enkrat dodamo kondenzatorji lahko deluje tudi z AC ...

Odštevalnik napetosti

sprejemnik

V tem primeru gre za diferenčni ojačevalnik ki jo sestavljajo vlagatelj in neinvestitor. Uporablja se lahko za odštevanje izmeničnih in enosmernih tokov, dovolj bo, da kondenzatorje postavimo ali odstranimo zaporedno z upori njihovih vhodov.

V tem primeru je izhodna napetost bo:

Vo = Vo1 + Vo2 = R4 /R1 (Vo1 + Vo2)

Primerjalnik

primerjalnik

V konfiguraciji, kot je primerjalnikse primerjata dve količini iste vrste signala in izhodni signal bo pokazal, ali so vrednosti vhodov enake ali ne. To pomeni, da se lahko zgodi naslednje:

Če Vi1 <Vi2  izhod Vo pozitivno bo.

Če Vi1 > Vi2  izhod Vo negativno bo.

Upoštevati morate, da če se vezje uporablja v odprta zanka (brez povratnega upora) se bo obnašal kot primerjalnik napetosti.

Druge nastavitve

Lahko je konfigurirati druge načine Za te operacijske ojačevalnike jih kaskadno povežite in upore celo zamenjajte s potenciometri, da naredite ojačevalnike s spremenljivim ojačanjem, kot integrator, derivat, kot pretvornike, za logaritemske in eksponentne funkcije, primerjalnik oken itd. Toda ti so manj pogosti od tistih, ki sem jih opisal zgoraj ...​,war

aplikacije

The aplikacije teh opcijskih ojačevalnikov je lahko več. Verjetno ste jih uporabili. Dejansko so prisotni v nekaterih razvojnih ploščah, v digitalnih kalkulatorjih, v filtrih zvočnega sistema (high pass, nizko podajo, pasovna širina, aktivni filtri, oscilatorji), v predojačevalnikih in avdio / video medpomnilnikih, v regulatorjih, pretvornikih, nivojskih adapterjih (npr. CMOS-TTL, ...), natančnih usmernikih, da se prepreči učinek obremenitve itd.

Su vsestranskost Ker lahko delujejo kot primerjalniki signalov, napetostni sledilniki, neinvertirni ojačevalniki, invertirni seštevalnik, kot invertirni seštevalec, kot integrator, pretvornik toka v napetost, za logaritemske ali eksponentne funkcije kot digitalni / analogni pretvorniki, itd.

Najbolj uporabljeni operacijski ojačevalniki

Če se ukvarjate z izdelovanjem ali izvajate kakšen projekt DIY, boste zagotovo želeli vedeti nekaj o tem najpogostejši modeli op amp. Na primer:


Bodite prvi komentar

Pustite svoj komentar

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

*

*

  1. Za podatke odgovoren: Miguel Ángel Gatón
  2. Namen podatkov: Nadzor neželene pošte, upravljanje komentarjev.
  3. Legitimacija: Vaše soglasje
  4. Sporočanje podatkov: Podatki se ne bodo posredovali tretjim osebam, razen po zakonski obveznosti.
  5. Shranjevanje podatkov: Zbirka podatkov, ki jo gosti Occentus Networks (EU)
  6. Pravice: Kadar koli lahko omejite, obnovite in izbrišete svoje podatke.