Op-amp: den kretstype, driftsprinsippet. Forsterkerkretsen på den ikke-inverterende operasjonsforsterker. Skjema likespenningsforsterkeroperasjonsforsterkeren

Artikkelen vil bli betraktet som en vanlig forsterkerkrets er en operasjonsforsterker, og er eksempler på forskjellige operasjonsmodi for denne enheten. Til dags dato, kan ingen av kontrollenheten ikke gjøre uten bruk av operasjonsforsterkere. Dette er en virkelig allsidig verktøy som lar deg utføre forskjellige funksjoner med signalet. Om hvordan det fungerer og hva som gjør det mulig å gjøre denne enheten deg og lære på.

inverterende forsterker

Kjøring invertere forsterker op-amp er enkelt nok, du kan se det på bildet. I kjernen er en operasjonsforsterker (tilkoblingstype det vurderes i denne artikkel). I tillegg her:

1. Motstanden R1 et spenningsfall er til stede på den verdi den er den samme som inngangs.
2. I motstanden R2 har også et spenningsfall - det er den samme som utgangen.

I dette tilfellet er utgangsspenningen forholdet mellom motstandsverdien R2 på inngangen med hensyn til R1, men tilbake i fortegn. Å vite de spennings- og motstandsverdier kan beregnes gevinst. For å gjøre dette, dele utgangsspenning til inngangsspenningen. I denne operasjonsforsterker (omkoplingskrets det kan ha en hvilken som helst) kan ha samme forsterkning uavhengig av type.

tilbakemelding Jobs

jobb tilbakemeldinger - nå en avgjørende punktet du trenger for å forstå mer i detalj. Anta at, ved inngangen er det en viss spenning. For enkelhets skyld vil beregninger ta verdien av en V. Anta også at R1 = 10K, R 2 = 100 ohm.

Nå antar at det er noe uforutsett situasjon, på grunn av noe som utgangstrinnet spenningen er satt til 0 V. Deretter er det et interessant mønster - to motstander begynner å jobbe i par, sammen skaper de fra en spenningsdeler. På utgangen av den inverterende trinnet holdes ved 0,91 V. Dette gjør det mulig for operativsystemet å løse mismatch innganger, og utgangsspenningen reduksjon finner sted. Derfor er en meget enkel konstruksjon diagram av operasjonsforsterkere, en signalforsterker som realiserer funksjonen av føleren, for eksempel.

Og denne endringen vil fortsette å få de porene, så lenge det er satt på utgangsverdien er stabil på 10 V. Det var på dette tidspunktet på inngangene på operasjonsforsterkeren potensialene er like. Og de vil være det samme som jordpotensialet. På den annen side, hvis utgangsspenningen fra enheten vil fortsette å avta, og det vil være mindre enn -10 V på inngangen potensial blir lavere enn den til jord. Konsekvens - utgangsspenningen begynner å øke.

Ved en slik ordning har en ulempe - inngangsimpedans er meget liten, spesielt i forsterkere med en høy verdi av spenningsforsterkningen, hvis tilbakekoblingssløyfen er lukket. En design, diskutert neste, fratatt alle disse svakhetene.

Den ikke-inverterende forsterker

Figuren viser et diagram av en ikke-inverterende forsterker er en operasjonsforsterker. Etter å ha analysert det, kan vi trekke flere konklusjoner:

1. UA spenningsverdi lik til inngangen.
2. Med Divider av spenningen UA, som er forholdet mellom arbeidsutgangsspenningen til summen av R1 og R1 og R2 motstander.
3. I det tilfelle hvor verdien av UA er lik inngangsspenningen, er forsterkningen forholdet mellom utgangsspenning til inngangen (eller det kan være i forhold til motstandene R2 og R1 addér enhet).

Denne konstruksjon kalles den ikke-inverterende forsterker, den har en praktisk talt uendelig impedans. For eksempel, til operasjonsforsterkerne 411 serie av sin verdi - 1012, i hvert fall. Og for operasjonsforsterkerne ved hjelp av bipolar halvledertransistor, vanligvis i overkant av 108 ohm. Og her er utgangsimpedansen av cascade, så vel som i den tidligere omtalte ordningen er svært liten - aksje ohm. Og det må tas i betraktning når beregningen er utført kretser med operasjonsforsterkere.

Skjema AC forsterker

Begge programmene som er omtalt i artikkelen som tidligere er kjørt på likestrøm. Men hvis en kommunikasjonskvaliteten av inngangssignalkilden og forsterkeren tjener vekselstrøm som vil gi grunnlag for strømmen ved inngangen. Og du trenger å ta hensyn til det faktum at dagens verdi er ekstremt liten i størrelse.

I det tilfelle hvor det er en styrke vekselstrømsignaler nødvendig for å redusere forsterkningen til enhet DC-signal. Dette gjelder spesielt i tilfeller hvor forsterkningen er svært store. Gjennom dette er det mulig å redusere påvirkningen av skjærspenningen, som er gitt til inngangsenheten.

Et andre eksempel på en krets for bruk med en vekselspenning

I dette skjema ved -3 dB kan ses linjefrekvensen 17 Hz. Det fremgår av impedansen til kondensatoren ved to kilo. Derfor må kondensatoren være stort nok.

Å bygge strøm, bør du bruke et ikke-invertere typen kretser med operasjonsforsterkere. Og han må ha en stor nok spenning gevinst. Men her er kondensatoren kan være for stor, så det er best å slutte å bruke det. Sant, er det nødvendig å velge riktig skjærspenning, tilsvar det null verdi. Og det er mulig å bruke en T-formet skillelinje og øke motstandsverdiene for begge motstandene i kretsen.

Som ordningen er å foretrekke å bruke

De fleste utviklere gi deres preferanse til de ikke-inverterende forsterkere, ettersom de har en meget høy impedans ved inngangen. Og forsømmelse ordninger inverterende type. Men til slutt er det en stor fordel - det er ikke den mest krevende av operasjonsforsterker, som er dens "hjertet".

I tillegg egenskapene, faktisk er han mye bedre. Og med hjelp av en imaginær bakken kan kombinere alle signalene lett, og de vil ikke ha hverandre noen innflytelse. Den kan brukes i konstruksjoner og DC-forsterkerkrets for en operasjonsforsterker. Det hele avhenger av dine behov.

Og sist - i tilfelle hele ordningen, omtalt her, er koblet til en stabil produksjon på den andre operasjonsforsterker. I dette tilfellet, er den impedans til inngangs ikke viktig - minst ett kW, til og med 10, selv om uendelig. I dette tilfellet, den første fasen alltid serverer sin hensikt i forhold til den neste.

kjøring repeater

Drevet følger operasjonsforsterker lik emitter bygget på bipolar transistor. Og utfører lignende funksjoner. Faktisk er det en ikke-inverterende forsterker, som ved den første motstand er uendelig stor, og den andre er null. I dette tilfellet gevinsten er enhet.

Det er spesielle typer av operasjonsforsterkere som er brukt i teknikken bare for repeateren kretsen. De har mye bedre ytelse - vanligvis en høy hastighet. Som et eksempel, slik som operasjonsforsterkerne OPA633, LM310, TL068. Sistnevnte har et legeme som en transistor, samt tre slutninger. Svært ofte er disse forsterkere referert til som buffere. Det faktum at de har isolator egenskaper (meget høy inngangsimpedans og meget lav utgangs). Om bygget på dette prinsipp, og strømforsterkerkrets er en operasjonsforsterker.

aktiv modus

Faktisk er det slik modus i hvilken utgangene og inngangene for operasjonsforsterkeren ikke er overbelastet. Dersom inngangskretsen leverer et meget stort signal ved utgangen det nettopp begynner å skjære nivået av oppsamleren eller emitterspenningen. Men når utgangsspenningen er festet på nivå med den cut - inngangene OC spenningen endres ikke. På denne skala kan ikke være større enn forsyningsspenningen til forsterkertrinnet.

De fleste kretser for operasjonsforsterkere er beregnet slik at størrelsen er mindre enn matespenningen 2 V. Imidlertid, alt avhengig av hva som er brukt spesielt forsterkerkrets operasjonsforsterker. Det samme er det en begrensning på bærekraften på strømkilden på grunnlag av operasjonsforsterkeren.

Anta at det er i kilden flytende last noe spenningsfall. Hvis strømmen er den normale kjøreretningen, kan finnes rart i begynnelsen belastning. For eksempel, flere perepolyusovannyh batterier. Dette design kan brukes for å oppnå en likestrøm kostnad.

noen forholdsregler

Enkelt forsterker spenningen operasjonsforsterker (krets kan velges noen) kan gjøres bokstavelig talt "på kneet hans." Men det er behov for å ta hensyn til noen spesielle funksjoner. Sørg for å være sikker på at tilbakemeldingene krets i det negative. Den sier også at det er uakseptabelt å forvirre ikke-inverterende og inverterende innganger på forsterkeren. I tillegg må det være tilbakemelding kjede for DC. Ellers vil den op amp begynner å bevege seg raskt i metning modus.

Mesteparten av operasjonsforsterkeren inngangsdifferensialspenning er meget liten i verdi. Den maksimale forskjell mellom den ikke-inverterende og inverterende innganger kan være begrenset til en verdi på 5 V ved en hvilken som helst som forbinder strømkilden. Hvis vi forsømme denne sikt vil være ved inngangen til en ganske store verdier av strømmene som vil føre til det faktum at alle egenskapene til kretsen vil forringes.

Det verste i denne - den fysiske ødeleggelse av operasjonsforsterker. Som et resultat, slutter den å arbeide forsterkerkrets op amp helt.

Husk

Og, selvfølgelig, trenger vi å snakke om de regler som skal følges for å sikre en stabil og langvarig drift av operasjonsforsterker.

Viktigst - DU har en meget høy spenning gevinst. Og hvis spenningen mellom inngangene endre å dele millivolt, kan utgangen av sin verdi endres vesentlig. Det er derfor viktig å vite: fra op-amp utgang prøver å arbeide for at spenningsforskjellen mellom inngangene var nær (ideelt lik) til null.

Den andre regelen - strømopptaket til operasjonsforsterkeren er meget liten, bokstavelig talt nanoamps. Hvis inngangen er satt til felteffekttransistorer, er det beregnet pA. Det kan konkluderes med at alle inngangene ikke forbruker strøm, uansett hva som er brukt operasjonsforsterkerkrets - Prinsippet for virkemåten er den samme.

Men tror ikke at OU er virkelig stadig forandrer av inngangsspenningen. Fysisk er denne øvelsen nesten umulig, siden det ville være samsvar med den andre regelen. På grunn av den operasjonsforsterker kommer vurdering av alle innganger. Med tilbakemelding av ekstern kommunikasjonskretsen sendes til inngangsspenningen fra utgangen. Resultatet - mellom inngangene på operasjonsforsterkeren er den spenningsforskjell på null.

tilbakemeldinger konsept

Det er en vanlig forestilling, og det er allerede brukt i vid forstand i alle teknologiske områder. I ethvert styresystem har en tilbakekoblingssløyfe som sammenligner utgangssignalet og den innstilte verdi (referanse). Avhengig av hva dagens verdi - det er en korreksjon i riktig retning. Karakterisert ved at styringssystemet kan være hva som helst, til og med en bil som reiser på veien.

Sjåføren trykker på bremsen, og tilbakemeldingene er - i begynnelsen av retardasjon. Ved analogi med et slikt enkelt eksempel, kan vi bedre forstå tilbakemeldingene i elektroniske kretser. En negativ feedback - det hvis når du trykker på bremsepedalen på bilen akselererer.

Den tilbake elektronikken er den prosess ved hvilken overføring skjer fra utgang til inngangssignalet. Dermed er det også slå seg ned på inngangssignalet. På den ene siden er det ikke veldig fornuftig idé, kan det faktisk virke fra utsiden, som i stor grad redusere gevinsten. Slike vurderinger, forresten, grunnleggerne fikk i elektronikkutvikling tilbakemeldinger. Men det er nødvendig å forstå nærmere i dens innvirkning på operasjonsforsterkere - vurdere praktiske kretser. Og det blir klart at det er sant og litt reduserer gevinsten, men lar deg forbedre et par andre alternativer:

1. Glatt frekvensresponsen (som fører til deres nødvendige).
2. Det gjør det mulig å forutsi oppførselen til forsterkeren.
3. I stand til å eliminere den ikke-linearitet og signalforstyrrelser.

Jo mer feedback (vi snakker om den negative), jo mindre innflytelse på forsterkeren ytelse med et åpent OS. Resultat - alle parameterne avhenger bare av hvilke egenskapene til en krets.

Det er verdt å betale oppmerksomhet til det faktum at alle operasjonsforsterkere som opererer i en modus med en svært dyp tilbakemeldinger. En spenning gevinst (åpen sløyfe) kan nå enda flere millioner. Derfor er forsterkerkretsen en operasjonsforsterker er meget krevende på overholdelse av alle parameterne for kraftforsyning og inngangssignalnivået.