Arten von Operationsverstärker und Basis Vergleich

Ⅰ Einführung

Dieses Video Erklärt Arbeits Regeln, Die sind Geeignet für Arten von Op Amps.

Katalog

Ⅰ Einführung

1.1 Operationsverstärkersymbol

1.2 Terminologie

Ⅱ Beispiele 1

2.1 Beispiel 1

2.2 Beispiel 2

2.3 Beispiel 3

Ⅲ Grundtypen von Operationsverstärkern

Ⅳ Verwirrung zwischen Operationsverstärkern und Komparatoren

1.,table level

↓

↓

grounding or stable level

↓

↓

grounding or stable level

1.,2 Terminologie

1. Bedeutung des einphasigen Eingangs und des invertierenden Eingangs.

1) Wenn die inverse Spannung konstant ist, ist die Ausgangswellenform die gleiche wie die nicht invertierende.

2) Wenn die nicht-verting Spannung ist Konstante, die Ausgang Wellenform ist gegenüber dem invertierenden Ende.

• Empfohlene Lesung: Nicht Invertierende und invertierende Verstärker Grundanalyse

2. Die Vergrößerung von Op-Amp ist unendlich (∞).

3., Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers ist immer gleich der Spannung am nichtinvertierenden Eingang.

∵ Vin = Vp – Vn , Vout = A × Vin（A: Vergrößerung Faktor）

und ∵ A = ∞，Vin = Vout / A

∴ Vin => 0, Vp = Vn

4. Die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers ist unendlich, was bedeutet, dass sein Eingangsstrom Null ist.,

Abbildung 1. Verstärkungsschaltung (Vin=1V, Vout=-10V )

Wenn der Operationsverstärker in Phase geerdet ist, beträgt die Spannung am invertierenden Phasenende 0V und die Spannung auf der linken Seite des 100K-Widerstands 1V und 0V auf der rechten Seite mit einer Potentialdifferenz fließt ein Strom durch den 100K-Widerstand. Da jedoch die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers unendlich ist, fließt fast kein Strom., Der Strom fließt also durch den 1000K-Widerstand, dann beträgt die Spannung am 1000K-Widerstand 10V, da der Potentialausgang niedriger als der GND ist, also ist der Ausgang-10V.

Abbildung 2. Verstärkungsschaltung (Vin=5V, Vout=-7V )

Wenn die In-Phase des Verstärkers an die 3V-Spannung angeschlossen ist, beträgt die invertierende Spannung ebenfalls 3V. Der 2K-Widerstand ist 3V auf der linken Seite und 5V auf der rechten Seite. Aufgrund der Potentialdifferenz fließt Strom durch den 2K-Widerstand., Da jedoch die Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers unendlich ist, gibt es fast keinen Stromfluss darauf. Dann fließt der Strom durch den 10K-Widerstand und die Spannung am 10K-Widerstand beträgt 10V, und die Spannung an Vout to ground ist Vout ⇒ A ⇒ B ⇒ GND, wobei Vout = (- 10V) + 3V = – 7V.

Examples Examples 1

2.1 Example 1

Abbildung 3., Verstärkerschaltung

Da die invertierende Phasenspannung immer gleich der einphasigen Spannung ist, beträgt Vout auch 0,1 V, da der Operationsverstärker unendlich in der Eingangsimpedanz ist und die Ausgangsimpedanz nahezu Null ist.

2.2 Beispiel 2

Abbildung 4. Verstärkerschaltung (Vp=0,1 V, Vo=10 V)

Nach dem Grundprinzip, dass die Spannung des Invertierphasen-Anschlusses immer gleich dem invertierenden Anschluss ist. Wenn die invertierende Phasenspannung 0 ist.,1 V, und die teil spannung auf die 1 K widerstand ist 0,1 V, die spannung division auf die 100 K widerstand wird 10 V, so die ausgang spannung von Vo ist die summe der teil spannungen von 100 K und 1 K widerstände,, dass ist 10,1 V.

2,3 Beispiel 3

Abbildung 5. Verstärker Schaltung (DC netzteil: Eingang=24 V, Ausgang=0~15 V)

DC netzteil, seine eingangs spannung ist 24 V. nach gefiltert durch C1, und geregelte durch R1 und D2 (spannung regler), seine spannung ist geregelt bei 2,5 V., Gleichzeitig ist an beiden Enden des Spannungsreglers ein 10K einstellbarer Varistor parallel geschaltet, und der einstellbare Bereich beträgt: 0V ~ 2.5 V. Wie in der Abbildung gezeigt, ist der einphasige Anschluss des Operationsverstärkers mit dem Hahn des Gleitvaristors verbunden. Daher, die spannung variation palette der nicht-invertierenden terminal ist auch 0 V ~ 2,5 v, und die invertierung-phase ende der op amp ist verbunden zu R2 und R3, und die spannung variation palette von R3 ist 0 V ~ 2,5 V, dann die spannung variation bereich auf R2 ist 0 V ~ 12,5 V, die ausgang spannung ist die summe der spannungen auf R2 und R3,, dass ist 0 V~15 V.,

ⅲ Grundlegende Arten von Op-Amp

1. Universal-om amp

Es ist entwickelt für Allgemeine Zweck verwenden. Die Hauptmerkmale dieser Art von Gerät sind niedriger Preis, breite Produktpalette und so weiter für den allgemeinen Gebrauch. Beispiele µA741 (single op amp), LM358 (dual op amp), LM324 (vier op-amps) und LF356 mit FET als Eingabe Bühne, fallen in diese Kategorie. Sie sind die am häufigsten verwendeten integrierten Operationsverstärker.

2., Hohe widerstand om amp

Die eigenschaften dieser integrierte typ sind, dass die differential modus eingang impedanz ist sehr hoch, und die eingang bias strom ist sehr kleine, in der regel mehrere picoampere zu mehrere zehn picoampere. Die wichtigste Maßnahme, um diese Indikatoren zu erreichen, besteht darin, die hohe Eingangsimpedanz des FET zu verwenden und den Differenzeingang des Operationsverstärkers mit dem FET zu bilden., Mit der FET als eingang, die eingangs impedanz ist hoch, und die eingang bias strom ist niedrig, auch hat die vorteile von hoher geschwindigkeit, breite bandbreite und geräuscharm, aber die eingang offset spannung ist groß. Einige gängige integrierte Geräte sind LF355, LF347 und CA3130, CA3140 mit höherer Eingangsimpedanz.

3., Niedrige temperatur drift op amp

In automatische steuerung instrumente wie präzision instrumente und schwach signal erkennung, es ist eine notwendigkeit, dass die offset spannung der betriebs verstärker ist kleine und nicht ändern mit temperatur, so niedrigen temperatur drift op amps sind für diesen zweck. Gegenwärtig umfassen die üblicherweise verwendeten Niedertemperatur-Drift-Operationsverstärker mit hoher Präzision OP07, OP27, AD508 und die Chopper-stabilisierte Niederdriftvorrichtung ICL7650, die aus MOSFET besteht.

4., High-Speed om amp

Bei schnellen A/D-und D/A-Wandlern und Videoverstärkern muss die Conversion-Rate (auch Slew Rate SR genannt) des integrierten Operationsverstärkers hoch sein und die Unity Gain-Bandbreite BWG muss groß genug sein. Die Hauptmerkmale davon sind hohe SR und breiter Frequenzgang. Gängige Anwendungen umfassen LM318, µA715 usw. mit SR=50~70 V/us, BWG>20MHz.

5., Low-power verbrauch om amp

Da der größte vorteil der elektronische integration macht komplexe schaltungen kleine und licht, und die erweiterung der umfang von tragbare instrumente, es ist notwendig zu verwenden eine betriebs verstärker mit low power versorgung spannung und low power verbrauch. Häufig verwendet von dieser art sind TL-022C, TL-060C, etc., und ihre Betriebsspannung ist ±2V~±18V, und die Stromaufnahme ist 50~250µA. Gegenwärtig haben einige Produkte den Stromverbrauch von µW erreicht. Zum Beispiel ist die Stromversorgung des ICL7600 1.,5V, und der Stromverbrauch beträgt 10mW, zusätzlich kann es mit einer einzigen Batterie betrieben werden.

6. Hochspannungs-und Hochstromverstärker

Die Ausgangsspannung eines Operationsverstärkers wird primär durch die Stromversorgung begrenzt. Bei einem herkömmlichen Operationsverstärker beträgt der Maximalwert der Ausgangsspannung im Allgemeinen nur wenige zehn Volt und der Ausgangsstrom nur wenige zehn Milliampere. Um die Ausgangsspannung oder den Ausgangsstrom zu erhöhen, muss eine Hilfsschaltung an der Außenseite des Operationsverstärkers hinzugefügt werden., Hochspannungs-und Hochstrom integrierte Operationsverstärker können es ohne zusätzliche Schaltung machen. Beispielsweise hat der D41 eine Versorgungsspannung von ±150 V und der µA791 einen Ausgangsstrom von 1A.

7. Programmierbare Steuerung om amp

Bei der Verwendung der Instrumentierung ist das Bereichsproblem beteiligt. Um die Ausgangsfestspannung zu erhalten, muss der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers geändert werden., Wenn beispielsweise der Operationsverstärker eine 10-fache Vergrößerung aufweist und das Eingangssignal 1 mv beträgt, beträgt die Ausgangsspannung 10 mv, wenn die Eingangsspannung 0,1 mv beträgt, beträgt der Ausgang nur 1 mv. Um 10mv zu erhalten, muss der Vergrößerungsfaktor auf 100 geändert werden. Die programmierbare Steuerung op amp wird erzeugt, um dieses Problem zu lösen. Zum Beispiel PGA103A, indem Sie den Pegel steuern, um die Vergrößerung zu ändern.

Ⅳ Verwirrung zwischen den Operationsverstärkern und Komparatoren

1) Das Grundkonzept ist das gleiche zwischen Komparator und Operationsverstärker.,

Interner Unterschied: Der Operationsverstärker ist ein komplementärer Ausgang, der ein unverzerrtes Analogsignal ausgeben kann. Im Allgemeinen kann es in geschlossener Schleife, offener Schleife oder einer kleinen Menge positiver Rückkopplung verwendet werden. Es kann auch als komparator verwendet werden, in der regel ein OC (open collector) ausgang, die ist bequem für mehrere parallel verbindung. Das Ausgangsschaltersignal erfordert einen Pull-up-Widerstand, und die meisten von ihnen werden für offene Schleife verwendet. In einigen Fällen wird eine Hysterese durch die Einführung eines bestimmten positiven Feedbacks verursacht.,

Der Verstärkerausgang hat eine Schleife zum Eingang, dh es gibt eine Rückkopplung, es ist eine geschlossene Schleife, kann ein Widerstand oder ein Kondensator sein. Abhängig von der Eingabe wird beurteilt, ob es sich um positives Feedback oder negatives Feedback handelt. Anschließen der in-phase ende ist positive rückmeldung und die reverse terminal ist negative rückmeldung. Darüber hinaus kann das System bei positiver Rückkopplung schwingen, und wenn es richtig hinzugefügt wird, wird eine Hysterese (Rücklaufdifferenz) erzeugt. Verstärker führen daher typischerweise eine negative Rückkopplung ein, um eine feste Vergrößerung zu erhalten.,

Das Konzept der Schleife: Signalerkennung-Standardvergleich-steuert einen Parameter des Eingangssignals zum Standard. Dies ist ein Closed-Loop-System und ist ein negatives Feedback-System ( die Eingangsparameter sind stabil).

2) Der Verstärker wird zur Verstärkung kleiner Signale verwendet, und der Schwerpunkt liegt auf der proportionalen Verstärkung. Im Gegensatz dazu wird der Komparator verwendet, um die Eingangsspannungsdifferenz zwischen den positiven und negativen Eingängen zu vergleichen, solange die Differenz bestimmte Anforderungen erfüllt, ändert sich der Ausgangszustand sofort., Seine wichtigen Parameter sind auch meist über die Dreheigenschaften oder wir können verstehen, dass der Komparator eine Übergangsschaltung Form durch eine analoge Schaltung gekennzeichnet ist und mit digitalen Signaleingang und-ausgang.

3) Komparator ist eine Art Operationsverstärker ohne Rückkopplung (positive Rückkopplung oder Gegenkopplung)., Wenn der positive Eingang größer als der negative Eingang ist, ist der Ausgang unendlich; Wenn der positive Eingang kleiner als der negative Eingang ist, ist der Ausgang infinitesimal, dh der Ausgang des Operationsverstärkers wird entsprechend der Rückkopplung berechnet. Zusammenfassend gibt es keinen grundlegenden Unterschied zwischen den beiden.

4) Komparatoren werden im Allgemeinen mit einem Operationsverstärker hergestellt. Wenn der OP-Verstärker eine negative Rückkopplungsschleife enthält, kann die gesamte Schaltung selbst als Verstärkungsschaltung mit einer bestimmten Verstärkung betrachtet werden., Die folgende Abbildung zeigt einen klassischen Operationsverstärker: Gain=Rf / Rin

Abbildung 6. Negative Feedback Schleife (G=Rf/Rin)

Die op amp kann auch verwendet werden als komparator, nur ersetzen die negative feedback mit positive feedback. Wenn die Schaltung eine positive Rückkopplung hinzufügt, sättigt sich die Ausgangsspannung, überschreitet jedoch nicht und kann die Versorgungsspannung nicht überschreiten., Die folgende Abbildung zeigt die klassische Vergleich circuit:

Abbildung 7. Komparatorschaltung

Der Widerstand in der Abbildung liefert eine Referenzspannung für den Pluspol, und die Ausgangsspannung wird invertiert, wenn die negative Spannung die positive Spannung überschreitet, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Abbildung 8., Einfache Verstärkerschaltung

Kurz gesagt, unabhängig davon, ob die an den Operationsverstärker angeschlossene Schaltung eine negative Rückkopplung oder eine positive Rückkopplung ist, kann sie je nach Fall als Verstärker oder Komparator verwendet werden.,

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