Introduction wprowadzenie
ten film wyjaśnia zasady pracy, które są odpowiednie dla typów wzmacniaczy operacyjnych.
Katalog
Introduction wprowadzenie
1.1 symbol wzmacniacza operacyjnego
1.2 Terminologia
ⅱ przykłady analizy
2.1 przykład 1
2.2 przykład 2
2.3 przykład 3
ⅲ podstawowe typy wzmacniaczy Op
ⅳ wzmacniacze i komparatory
1.,table level
↓
↓
grounding or stable level
↓
↓
grounding or stable level
1.,2 Terminologia
↓
↓
grounding or stable level
↓
↓
grounding or stable level
1. Znaczenie wejścia fazowego i wejścia odwracającego.
1) Gdy napięcie odwrotne jest Stałe, Kształt fali wyjściowej jest taki sam jak nie-odwrotny.
2) Gdy napięcie niewertujące jest Stałe, Kształt fali wyjściowej jest przeciwny do odwróconego końca.
- zalecany odczyt: Wzmacniacze Nie odwracające i odwracające Analiza Podstawowa
2. Powiększenie Op Amp jest nieskończone (∞).
3., Napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza operacyjnego jest zawsze równe napięciu na wejściu nie odwracającym.
z∵ Win = PW – WN , Uвых = a × Win（odpowiedź: współczynnik powiększenia）
i ∵ A = ∞，win = Uвых / A.
∴ win => 0, OP = WN
i 4. Impedancja wejściowa wzmacniacza op jest nieskończona, co oznacza, że jego prąd wejściowy wynosi zero.,
Rysunek 1. Obwód wzmacniający (Vin= 1V, Vout=-10V)
gdy wzmacniacz op jest uziemiony w fazie, napięcie na końcu fazy odwróconej wyniesie 0V, a napięcie po lewej stronie rezystora 100k wyniesie 1V i 0V po prawej stronie, mając różnicę potencjałów, będzie przepływał prąd przez rezystor 100k. Ponieważ jednak Impedancja wejściowa wzmacniacza op jest nieskończona, prawie żaden prąd nie płynie., Tak więc prąd będzie przepływał przez rezystor 1000K, wtedy napięcie na rezystorze 1000K wynosi 10V, ponieważ wyjście potencjalne jest niższe niż GND, więc wyjście wynosi -10V.
Rysunek 2. Obwód wzmacniający (Vin= 5V, Vout=-7V)
gdy w fazie wzmacniacza op jest podłączony do napięcia 3V, napięcie odwracające również wynosi 3V. Rezystor 2K to 3V po lewej stronie i 5V po prawej stronie. Ze względu na różnicę potencjałów przez rezystor 2K przepływa prąd., Ponieważ jednak Impedancja wejściowa wzmacniacza op jest nieskończona, nie ma na nim prawie żadnego przepływu prądu. Następnie prąd będzie przepływał przez rezystor 10K, a napięcie na rezystorze 10K wynosi 10V, a napięcie przy Vout do masy wynosi Vout A A ⇒ B GN GND, otrzymując Vout = (-10V) + 3V = -7V.
ⅱ przykłady analizy
2.1 przykład 1
Rysunek 3., Obwód wzmacniacza
ponieważ napięcie fazy odwróconej jest zawsze równe napięciu w fazie, Vout wynosi również 0.1 V, ponieważ wzmacniacz op ma nieskończoną impedancję wejściową, a impedancja wyjściowa jest prawie zerowa.
2.2 przykład 2
Rysunek 4. Obwód wzmacniacza (Vp=0.1 V, Vo=10 V)
zgodnie z podstawową zasadą, że napięcie zacisku fazy odwracającej jest zawsze równe zaciskowi odwracającemu. Gdy napięcie fazy odwróconej wynosi 0.,1V, a częściowe napięcie na rezystorze 1K wynosi 0.1 V, podział napięcia na rezystorze 100k będzie wynosił 10V, więc napięcie wyjściowe Vo jest sumą częściowych napięć rezystorów 100k i 1K, czyli 10.1 V.
2.3 przykład 3
rysunek 5. Obwód wzmacniacza (zasilanie DC: wejście=24V, Wyjście = 0~15V )
zasilacz DC, jego napięcie wejściowe wynosi 24V. po filtrowane przez C1 i regulowane przez R1 i D2 (regulatory napięcia), jego napięcie jest regulowane na 2,5 V., Jednocześnie warystor regulowany 10K jest podłączony równolegle na obu końcach regulatora napięcia, a regulowany zakres wynosi: 0V ~ 2,5 V. Jak pokazano na rysunku, zacisk fazowy wzmacniacza op jest podłączony do kurka przesuwnego warystora. Dlatego zakres zmian napięcia nieodwracalnego terminala wynosi również 0V ~ 2,5 V, A koniec fazy odwracającej wzmacniacza op jest podłączony do R2 i R3, a zakres zmian napięcia R3 wynosi 0V ~ 2,5 V, następnie zakres zmian napięcia na R2 wynosi 0V ~ 12,5 V, napięcie wyjściowe jest sumą napięć na R2 i R3, czyli 0V~15V.,
1. Uniwersalny wzmacniacz om
jest przeznaczony do użytku ogólnego. Główne cechy tego typu urządzenia to niska cena, szeroka gama produktów i tak dalej do ogólnego użytku. Do tej kategorii należą przykłady µA741 (pojedynczy wzmacniacz op), LM358 (podwójny wzmacniacz op), LM324 (cztery wzmacniacze op) i LF356 z FET jako stopniem wejściowym. Są to najczęściej stosowane Zintegrowane Wzmacniacze operacyjne.
2., Wysoka rezystancja om amp
cechą tego zintegrowanego typu jest to, że impedancja wejściowa trybu różnicowego jest bardzo wysoka, a prąd polaryzacji wejściowej jest bardzo mały, na ogół od kilku pikoamperów do kilkudziesięciu pikoamperów. Główną miarą osiągnięcia tych wskaźników jest wykorzystanie wysokiej impedancji wejściowej FET i wykorzystanie FET do utworzenia różnicowego wejścia wzmacniacza op., Używając FET jako wejścia, Impedancja wejściowa jest wysoka, a prąd odchylenia wejściowego jest niski, ma również zalety wysokiej prędkości, szerokiej szerokości pasma i niskiego hałasu, ale napięcie przesunięcia wejściowego jest duże. Niektóre popularne zintegrowane urządzenia to LF355, LF347 i CA3130, CA3140 o wyższej impedancji wejściowej.
3., Niskotemperaturowy wzmacniacz op
w automatycznych instrumentach sterujących, takich jak instrumenty precyzyjne i wykrywanie słabego sygnału, istnieje potrzeba, aby napięcie przesunięcia wzmacniacza operacyjnego było małe i nie zmieniało się wraz z temperaturą, dlatego wzmacniacze op o niskich temperaturach są przeznaczone do tego celu. Obecnie do powszechnie stosowanych niskotemperaturowych wzmacniaczy operacyjnych o wysokiej precyzji należą OP07, OP27, AD508 oraz stabilizowane chopperem urządzenie niskotemperaturowe ICL7650 składające się z MOSFET.
4., Szybki wzmacniacz om
w szybkich przetwornikach A/D i D/A oraz wzmacniaczach wideo, Współczynnik konwersji (zwany także SR slew rate) zintegrowanego wzmacniacza operacyjnego musi być wysoki, a pasmo wzmocnienia jedności BWG musi być wystarczająco duże. Główne jego cechy to wysoki SR i szerokie pasmo przenoszenia. Typowe zastosowania obejmują LM318, µA715 itp., z SR=50 ~ 70V / us, BWG>20MHz.
5., Niskie zużycie energii om amp
ponieważ największą zaletą integracji elektronicznej sprawia, że złożone obwody są małe i lekkie, a rozszerzenie zakresu instrumentów przenośnych, konieczne jest zastosowanie wzmacniacza operacyjnego o niskim napięciu zasilania i niskim poborze mocy. Powszechnie stosowane tego typu są TL-022C, TL-060C itp., a ich napięcie robocze wynosi ±2V~±18V, A Pobór prądu wynosi 50~250ΜA. Obecnie niektóre produkty osiągnęły poziom zużycia energii µW. Na przykład, zasilanie ICL7600 wynosi 1.,5V, a pobór mocy wynosi 10 mw, ponadto może być zasilany przez pojedynczą baterię.
6. Wysokonapięciowy i wysokoprądowy wzmacniacz om
napięcie wyjściowe wzmacniacza op jest przede wszystkim ograniczone przez zasilacz. W konwencjonalnym wzmacniaczu operacyjnym maksymalna wartość napięcia wyjściowego wynosi zazwyczaj tylko kilkadziesiąt woltów, a prąd wyjściowy wynosi tylko kilkadziesiąt miliamperów. Aby zwiększyć napięcie wyjściowe lub prąd wyjściowy, należy dodać obwód pomocniczy Na Zewnątrz wzmacniacza op., Wysokonapięciowe i wysokoprądowe Zintegrowane Wzmacniacze operacyjne mogą to zrobić bez dodatkowego obwodu. Na przykład, D41 mA Napięcie zasilania ±150V, a µA791 mA Prąd wyjściowy 1A.
7. Programowalne sterowanie om amp
w procesie korzystania z oprzyrządowania występuje problem z Zasięgiem. Aby uzyskać stałe napięcie wyjściowe, należy zmienić współczynnik wzmocnienia wzmacniacza op., Na przykład, jeśli wzmacniacz operacyjny ma powiększenie 10 razy, a sygnał wejściowy wynosi 1 mv, napięcie wyjściowe wynosi 10mv, gdy napięcie wejściowe wynosi 0,1 mv, wyjście wynosi tylko 1mV. Aby uzyskać 10mV, współczynnik powiększenia musi zostać zmieniony na 100. Aby rozwiązać ten problem, generowany jest programowalny sterownik op amp. Na przykład PGA103A, kontrolując poziom pinów, aby zmienić powiększenie.
1) podstawowa koncepcja jest taka sama między komparatorem a Komparatorem.,
różnica wewnętrzna: wzmacniacz operacyjny jest komplementarnym wyjściem, które może wyprowadzać niezakłócony sygnał analogowy. Ogólnie można go używać w zamkniętej pętli, otwartej pętli lub niewielkiej ilości dodatniego sprzężenia zwrotnego. Może być również używany jako komparator, Zwykle wyjście OC (otwarty kolektor), co jest wygodne dla wielu równoległych połączeń. Sygnał wyjściowy przełącznika wymaga rezystora pull-up, a większość z nich jest używana do otwartej pętli. W niektórych przypadkach wymagana jest Histereza poprzez wprowadzenie pewnego pozytywnego sprzężenia zwrotnego.,
wyjście wzmacniacza ma pętlę do wejścia, czyli jest sprzężenie zwrotne, jest pętlą zamkniętą, może być rezystorem lub kondensatorem. W zależności od wejścia ocenia się, czy jest to dodatnie sprzężenie zwrotne, czy ujemne sprzężenie zwrotne. Podłączenie końca fazy jest dodatnim sprzężeniem zwrotnym, a odwrotny zacisk jest ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Ponadto, wprowadzając dodatnie sprzężenie zwrotne, układ może oscylować, a jeśli zostanie prawidłowo dodany, wygenerowana zostanie Histereza (różnica powrotu). Tak więc wzmacniacze zazwyczaj wprowadzają ujemne sprzężenie zwrotne w celu uzyskania stałego powiększenia.,
koncepcja pętli: Signal-detection-standard comparison-kontroluje parametr sygnału wejściowego do standardu. Jest to układ o zamkniętej pętli i jest to układ o ujemnym sprzężeniu zwrotnym (parametry wejściowe są stabilne).
2) Wzmacniacz służy do wzmacniania małych sygnałów, a nacisk kładzie się na wzmocnienie proporcjonalne. Natomiast komparator służy do porównania różnicy napięcia wejściowego między dodatnimi i ujemnymi wejściami, o ile różnica spełnia określone wymagania, stan wyjściowy zmienia się natychmiast., Jego ważne parametry są również głównie o charakterystyce skrętu lub możemy zrozumieć, że komparator jest formą obwodu przejściowego charakteryzującą się obwodem analogowym i z cyfrowym wejściem i wyjściem sygnału.
3) komparator jest rodzajem wzmacniacza operacyjnego bez sprzężenia zwrotnego (dodatniego lub Ujemnego sprzężenia zwrotnego)., Gdy dodatnie wejście jest większe niż ujemne wejście, wyjście jest nieskończone; gdy dodatnie wejście jest mniejsze niż ujemne wejście, wyjście jest infinitezymalne, to znaczy wyjście wzmacniacza operacyjnego jest obliczane zgodnie ze sprzężeniem zwrotnym. Podsumowując, nie ma zasadniczej różnicy między tymi dwoma.
4) Gdy wzmacniacz op zawiera pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego, cały obwód może być postrzegany jako obwód wzmacniający z pewnym wzmocnieniem., Na poniższym rysunku przedstawiono klasyczny wzmacniacz op: Gain = Rf/Rin
Rysunek 6. Pętla ujemnego Sprzężenia Zwrotnego (G=Rf/Rin)
wzmacniacz op może być również używany jako komparator, po prostu zastępując ujemne sprzężenie zwrotne dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Gdy obwód dodaje dodatnie sprzężenie zwrotne, napięcie wyjściowe nasyci się, ale nie będzie i nie może przekroczyć napięcia zasilania., Poniższy rysunek przedstawia klasyczny układ porównawczy:
Rysunek 7. Obwód komparatora
rezystor na rysunku zapewnia napięcie odniesienia dla bieguna dodatniego, a napięcie wyjściowe jest odwrócone, gdy napięcie ujemne przekracza napięcie dodatnie, jak pokazano na poniższym rysunku.
Rysunek 8., Prosty obwód wzmacniacza
w skrócie, niezależnie od tego, czy obwód podłączony do wzmacniacza op jest sprzężeniem zwrotnym ujemnym, czy dodatnim, może być używany jako wzmacniacz lub komparator w zależności od różnych przypadków, odpowiednio.,
You May Also Like
Definition of Power Amplifier and Its Classification
Operational Amplifier Principle and Circuit
Amplifier Tutorial: Amplifier Basic and Amplifier Circuit
Power Amplifier Basic and Classifications Tutorial
Share