Op-amp: typ obwodu, zasada działania. Układ wzmacniacza na nie-odwracające wzmacniacza operacyjnego. Wzmacniacz napięcia schemat dc wzmacniacz operacyjny

Artykuł zostanie uznany za standardowy obwód wzmacniacz jest wzmacniaczem operacyjnym i są przykłady różnych trybów funkcjonowania tego urządzenia. Do tej pory żaden z jednostki sterującej nie może zrobić bez użycia wzmacniaczy operacyjnych. Jest to prawdziwie wszechstronne narzędzia, które pozwalają na wykonywanie różnych funkcji z sygnałem. O tym, jak to działa i co dokładnie sprawia, że jest możliwe, aby urządzenie to cię i uczyć się dalej.

wzmacniacz odwracający

Jazda odwracanie wzmacniacz op-amp jest na tyle prosty, można go zobaczyć w obrazie. W swej istocie jest wzmacniacz operacyjny (typ połączenia jest uważany w tym artykule). Ponadto, tutaj:

1. Rezystor R1 spadek napięcia występuje na wartość jest taka sama, jak dane wejściowe.
2. W rezystora R2 ma również spadek napięcia – jest taka sama jak na wyjściu.

W tym przypadku stosunek napięcia wyjściowego o wartości rezystancji R2 jest na wejściu w stosunku do R1, ale widok znaku. Znając wartości napięcia i oporu można obliczyć zysk. Aby to zrobić, należy podzielić napięcie wyjściowe do napięcia wejściowego. W tym wzmacniaczu operacyjnym (przełączanie obwodów może mieć dowolny) może mieć taki sam zysk niezależnie od typu.

Praca feedback

feedback pracy – teraz jeden kluczowy punkt trzeba rozumieć w sposób bardziej szczegółowy. Załóżmy, że na wejściu jest pewne napięcie. Dla uproszczenia obliczeń weźmie wartości 1 V. Zakłada się także, że R1 = 10K, R2 = 100 omów.

Teraz załóżmy, że jest jakaś nieprzewidziana sytuacja, z powodu której napięcie stopień wyjściowy został ustawiony na 0 V. Dalej, znajduje się ciekawy wzór – dwa rezystory zacząć pracować w parach, wspólnie tworzą z dzielnika napięcia. Na wyjściu stopnia odwracającego utrzymuje się na 0,91 V. To pozwala OS naprawić wejścia niedopasowania i występuje zmniejszenie napięcia wyjściowego. W związku z tym, bardzo prosty schemat projektu wzmacniaczy operacyjnych, wzmacniacz sygnału, który realizuje funkcję czujnika, na przykład.

A zmiana ta będzie kontynuowana do samych porach, tak długo, jak jest ustawiony na wartość wyjściowa jest stabilna przy 10 V. To właśnie w tym momencie na wejściach wzmacniaczy operacyjnych potencjałów są równe. I będą takie same, jak na potencjale ziemi. Z drugiej strony, jeśli napięcie wyjściowe urządzenia nadal będzie się zmniejszać, a będzie to mniej niż -10 V przy potencjale wejściowego staje się niższa od ziemi. Konsekwencją – napięcie wyjściowe zaczyna wzrastać.

W takim systemie ma wadę – impedancja jest bardzo mała, w szczególności wzmacniaczy o wysokiej wartości poziomu napięcia, gdy pętla sprzężenia zwrotnego jest zamknięty. Zamiar, omówione dalej, pozbawiony tych wszystkich niedociągnięć.

Wzmacniacz nieodwracająca

Na rysunku przedstawiono schemat wzmacniacz nieodwracający to wzmacniacz operacyjny. Po analizie, możemy wyciągnąć kilka wniosków:

1. Wartość napięcia UA równa wejścia.
2. Z rozdzielaczem że napięcie Ua, który jest stosunkiem napięcia wyjściowego roboczego do sumy R1 i R1 i R2 oporach.
3. W przypadku, gdy wartość Ua jest równe napięciu wejściowym, wzmocnienie jest stosunkiem napięcia wyjściowego do wejścia (lub może być w stosunku do rezystancji R2 oraz R1 dodać jednostkę).

Ta struktura nazywana jest wzmacniacz nieodwracająca, ma impedancję wejściową praktycznie nieskończone. Na przykład, do wzmacniaczy operacyjnych 411 serię wartości – 1012, w temperaturze co najmniej. I wzmacniaczy operacyjnych wykorzystujących bipolarny tranzystor półprzewodnikowy, zwykle powyżej 108 omów. I tu jest impedancja wyjściowa kaskady, jak w poprzednio omawianym systemem jest bardzo mała – omów akcji. I to musi być brane pod uwagę przy obliczenia przeprowadza obwodów ze wzmacniaczami operacyjnymi.

wzmacniacz schemat AC

Oba programy omówione w artykule uruchomić wcześniej na prąd stały. Ale jeśli jakość komunikacji źródła sygnału wejściowego, a wzmacniacz służy prąd zmienny , który zapewni grunt pod prąd na wejściu. I trzeba zwrócić uwagę na fakt, że wartość bieżąca jest niezwykle małe.

W przypadku, gdy nie jest wzmocnienie AC sygnalizuje konieczność zmniejszenia wzmocnienia jedności sygnału DC. Jest to szczególnie ważne w przypadkach, w których przyrost napięcia jest bardzo duża. Dzięki temu możliwe jest znaczne ograniczenie wpływu naprężeń ścinających, co jest podane do urządzenia wejściowego.

Drugi przykład od obwodu do pracy z napięciem przemiennym

W tym schemacie, przy -3 dB widać 17Hz częstotliwości linii. Wydaje się od impedancji kondensatora w dwóch kilogramów. Dlatego, kondensator musi być wystarczająco duża.

Aby zbudować zasilania sieciowego, należy użyć nieodwracająca obwodów typu ze wzmacniaczy operacyjnych. I musi mieć wystarczająco duży przyrost napięcia. Ale tutaj jest kondensator może być zbyt duży, więc najlepiej jest przestać go używać. To prawda, że jest konieczne, aby wybrać właściwą naprężenie ścinające, przyrównując je do wartości zerowej. I możliwe jest użycie rozdzielacza w kształcie litery T oraz zwiększenie wartości rezystancji obu rezystorów w obwodzie.

Który schemat korzystne jest stosowanie

Większość deweloperów podać swoje preferencje do wzmacniaczy nieodwracająca, ponieważ mają one bardzo dużą impedancję na wejściu. I programy typu zaniedbania odwracającego. Ale w końcu to jest ogromna zaleta – nie jest najbardziej wymagających wzmacniacza operacyjnego, który jest jego „serce”.

Ponadto, charakterystyka, w rzeczywistości jest on znacznie lepiej. I za pomocą wyimaginowanej ziemi może połączyć wszystkie sygnały łatwo, a oni nie będą mieli ze sobą jakiś wpływ. Może być stosowany w konstrukcji i układzie wzmacniacza DC dla wzmacniacza operacyjnego. To wszystko zależy od Twoich potrzeb.

A ostatnio – w przypadku, gdy cały system, omawiany tutaj, jest podłączony do stabilnego wyjścia drugiego wzmacniacza operacyjnego. W tym przypadku, impedancja na wejściu nie jest ważne, – co najmniej 1 kW, a nawet 10, chociaż w nieskończoność. W tym przypadku, pierwszy etap zawsze spełnia swoje zadanie w stosunku do drugiego.

repeater jazdy

Powered zwolennik wzmacniacz operacyjny podobny do emitera tranzystora bipolarnego zbudowany na. I wykonuje podobne funkcje. W rzeczywistości, to wzmacniacz bez odwracania, który w pierwszym rezystorem jest nieskończenie dużą, a drugi jest zerowy. W tym przypadku zysk jest jedność.

Istnieją specjalne rodzaje wzmacniaczy operacyjnych, które są wykorzystywane w technice tylko dla obwodów Repeater. Mają dużo lepszą wydajność – zwykle z dużą prędkością. Na przykład, takie jak wzmacniacze operacyjne OPA633, LM310, TL068. Ten ostatni ma korpus jak tranzystor, a także trzy wnioski. Bardzo często, te wzmacniacze są określane po prostu jako bufory. Fakt, że mają one właściwości izolujących (bardzo dużą impedancję wejściową i bardzo niskie wyjściowe). O zbudowany na tej zasadzie, a prąd obwodu wzmacniacza jest wzmacniacz operacyjny.

aktywny tryb

W rzeczywistości, to jest taki sposób, w którym wyjścia i wejścia wzmacniacza operacyjnego nie jest przeciążona. Jeżeli obwód wejściowy dostarcza bardzo duży sygnał na wyjściu po prostu zaczyna ciąć poziomu kolektora lub emiter. Ale gdy napięcie wyjściowe jest ustalona na poziomie cięcia – napięcie wejściowe OC nie ulega zmianie. Przy tej skali nie może być większa niż napięcie zasilania etapie wzmacniacza.

Większość układów do wzmacniaczy operacyjnych obliczany jest taki, że wielkość jest mniejsza od napięcia zasilającego wynosi 2 V. Jednak wszystko zależy od tego, co jest wykorzystywane specjalnie wzmacniacz obwodu wzmacniacza operacyjnego. To samo jest ograniczenie trwałości źródła prądu na bazie wzmacniacza operacyjnego.

Załóżmy, że istnieją w pływającym obciążenia źródłowego jakiś spadek napięcia. Jeśli prąd jest normalny kierunek jazdy, można znaleźć dziwne na pierwszy ładunek. Na przykład, kilka perepolyusovannyh baterie. Ten projekt może być stosowany w celu uzyskania bezpośredniego prąd ładowania.

Niektóre środki ostrożności

wzmacniacz operacyjny prosty wzmacniacz napięcia (obieg może być wybrany dowolny) może być dosłownie „na kolanie”. Ale trzeba wziąć pod uwagę pewne szczególne cechy. Pamiętaj, aby upewnić się, że obwód sprzężenia zwrotnego przecząca. Mówi także, że niedopuszczalne jest, aby zmylić nieodwracająca i odwrócenie wejścia wzmacniacza. Ponadto, musi być łańcuch sprzężenia zwrotnego dla DC. W przeciwnym razie, amp op zacznie szybko poruszać się w trybie nasycenia.

Większość operacyjnego wzmacniacza wejściowego napięcia różnicowego jest bardzo małe wartości. Maksymalna różnica pomiędzy nieodwracającego wejścia odwracające i może być ograniczone do wartości od 5 V na każdy łączący źródło zasilania. Jeśli zaniedbamy ten termin będzie przy wejściu do dość dużych wartości prądów, które doprowadzą do tego, że wszystkie cechy układu ulegnie pogorszeniu.

Najgorszą rzeczą w tym – fizyczne zniszczenie wzmacniacza operacyjnego. W rezultacie, to przestaje działać obwód wzmacniacza op amp całkowicie.

Pamiętać o

I, oczywiście, musimy porozmawiać o zasadach, które powinny być przestrzegane, aby zapewnić stabilne i długotrwałe działanie wzmacniacza operacyjnego.

Co najważniejsze – DU ma bardzo wysoki przyrost napięcia. A jeśli napięcie pomiędzy wejściami zmienić podzielić miliwoltów, wyjście jego wartość może znacznie zmienić. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć: z wyjścia op-amp stara się dążyć do zapewnienia, że różnica napięcia pomiędzy wejściami było blisko (idealnie równe) do zera.

Druga zasada – pobór prądu wzmacniacza operacyjnego jest bardzo mała, dosłownie nanoampery. Jeśli wejście jest ustawione na tranzystorach polowych, szacuje się, PA. Można stwierdzić, że nakłady nie zużywają prąd, bez względu na to, co jest wykorzystywane w obwodzie wzmacniacza operacyjnego – zasada działania pozostaje taka sama.

Ale nie sądzę, że OU jest naprawdę ciągle zmienia napięcia wejściowego. Fizycznie, to ćwiczenie jest prawie niemożliwe, ponieważ nie będzie zgodność z drugą zasadą. W związku z wzmacniacza operacyjnego dzieje oceny wszystkich wejściach. Ze sprzężeniem zwrotnym z zewnętrznym układem komunikacyjnym jest przesyłany do napięcia wejściowego z wyjścia. Rezultat – między wejściami wzmacniacza operacyjnego jest różnica napięcia od zera.

koncepcja feedback

Jest to wspólny pogląd, a to jest już używany w szerokim sensie we wszystkich dziedzinach techniki. W każdym układzie sterującym zawiera pętlę sprzężenia zwrotnego, który porównuje sygnał wyjściowy i wartość (odniesienia). W zależności od aktualnej wartości – jest korekta w dobrym kierunku. W którym system sterowania może być cokolwiek, nawet samochód, który porusza się na drodze.

Kierowca naciska na hamulec, a opinia jest – początek hamowania. Przez analogię z takiego prostego przykładu, możemy lepiej zrozumieć zwrotne w obwodach elektronicznych. Ujemne sprzężenie zwrotne – to jeśli po naciśnięciu pedału hamulca samochód przyspiesza.

Elektronika zwrotnego jest to proces, podczas którego odbywa się transmisja z wyjścia do sygnału wejściowego. Tak więc istnieje również rozstrzygać od sygnału wejściowego. Z jednej strony, nie jest to bardzo rozsądny pomysł, to może faktycznie wydawać z zewnątrz, co znacznie zmniejsza korzyści. Takie przeglądy, nawiasem mówiąc, założyciele otrzymanych informacji zwrotnych rozwoju elektroniki. Ale konieczne jest, aby zrozumieć, bardziej szczegółowo w jego wpływu na wzmacniaczach operacyjnych – rozważyć praktyczne obwodów. I staje się jasne, że to prawda, i nieznacznie zmniejsza zysk, ale pozwala poprawić kilka innych opcji:

1. Gładkie pasmo przenoszenia (co prowadzi do ich potrzeby).
2. To pozwala przewidzieć zachowanie wzmacniacza.
3. W stanie wyeliminować nieliniowości i sygnału zniekształcenia.

Im bardziej zwrotne (mówimy o ujemny), tym mniejszy wpływ na wydajność wzmacniacza z otwartą OS. Wynik – wszystkie jego parametry zależą tylko od tego, co właściwościach obwodu.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że wszystkie wzmacniacze operacyjne pracujące w trybie z bardzo głębokim sprzężeniem zwrotnym. Zyski napięcia (jego open-loop) może osiągnąć nawet kilka milionów. Dlatego obwód wzmacniacza jest wzmacniacz operacyjny jest bardzo wymagający w sprawie zgodności wszystkich parametrów zasilania i poziomu sygnału wejściowego.