Tipuri de Amplificator Operațional și Baza de Comparație

ⅰ Introducere

Acest Video Explică Regulile de Lucru, Care sunt Potrivite pentru Tipurile de Amplificatoare operaționale.

Catalog

ⅰ introducere

1.1 simbol amplificator operațional

1.2 terminologie

ⅱ Exemple analize

2.1 exemplu 1

2.2 exemplu 2

2.3 exemplu 3

ⅲ tipuri de bază de Op Amp

amperi și comparatori

1.,table level

↓

↓

grounding or stable level

↓

↓

grounding or stable level

1.,2 terminologie

1. Semnificația intrării în fază și a intrării inversate.

1) când tensiunea inversă este constantă, forma de undă de ieșire este aceeași cu cea care nu inversează.

2) atunci Când non-verting tensiunea este constantă, producția de undă este opusă inversoare end.

bibliografie Recomandată: Non-Inversoare și Amplificatoare Inversoare de Bază Analiza

2. Mărirea Op Amp este infinită (∞).

3., Tensiunea la intrarea inversoare a amplificatorului operațional este întotdeauna egală cu tensiunea la intrarea non-inversoare.

∵ Vin = Vp – Vn , Vout = A × Vin（Un: factor de amplificare）

și ∵ Un = ∞，Vin = Vout / O

∴ Vin => 0, Vp = Vn

4. Impedanța de intrare a amplificatorului op este infinită, ceea ce înseamnă că curentul său de intrare este zero.,

Figura 1. Amplificarea Circuitului ( Vin=1V, Vout=-10V )

atunci Când op-amp este pedepsit în fază, tensiunea la inversarea de fază end va fi 0V, iar tensiunea la partea stângă a 100K rezistor va fi 1V 0V și pe partea dreaptă, având o diferență de potențial, va exista un curent care curge prin rezistor de 100K. Cu toate acestea, deoarece impedanța de intrare a amplificatorului op este infinită, aproape niciun curent nu curge., Deci curentul va curge prin 1000K rezistor, atunci tensiunea de pe 1000K rezistor este de 10V, pentru că potențialul de ieșire este mai mică decât GND, astfel încât rezultatul este -10V.

Figura 2. Amplificarea Circuitului ( Vin=5V, Vout=-7V )

atunci Când în faza de op-amp este conectat la 3V tensiunea, inversoare de tensiune este, de asemenea, 3V. 2K rezistor este de 3V de pe partea stângă și 5V de pe partea dreapta. Din cauza diferenței de potențial, există curent care curge prin rezistorul 2K., Cu toate acestea, deoarece impedanța de intrare a amplificatorului op este infinită, nu există aproape niciun flux de curent pe acesta. Atunci curentul va curge prin rezistor 10K, iar tensiunea pe rezistor 10K este de 10V, iar tensiunea la Vout la sol este Vout ⇒ O ⇒ B ⇒ GND, obtinerea Vout = (-10V) + 3V = -7V.

ⅱ Exemple de Analize

2.1 Exemplul 1

Figura 3., Circuitul amplificator

Pentru că inversarea tensiunii de fază este întotdeauna egal cu în-tensiune de fază, Vout este, de asemenea, 0,1 V, deoarece op-amp este infinit în impedanța de intrare și impedanța de ieșire este aproape de zero.

2.2 Exemplu 2

Figura 4. Circuitul amplificatorului (VP=0.1 V, Vo=10 V )

conform principiului de bază că tensiunea terminalului de fază inversată este întotdeauna egală cu borna inversoare. Când tensiunea de fază inversată este 0.,1V, și parțial de tensiune pe rezistor 1K este de 0,1 V, divizie tensiune pe rezistor de 100K va fi 10V, astfel încât tensiunea de ieșire Vo este suma parțială tensiuni de 100K și rezistori de 1K, care este 10.1 v.

2.3 Exemplul 3

Figura 5. Circuit de amplificare ( DC alimentare: Input=24V, Output=0~15V )

sursa de alimentare DC, de intrare tensiune de 24V. După filtrate prin C1, și reglementată de către R1 și D2 (regulatoare de tensiune), tensiune sale este reglementată la 2,5 V., În același timp, un varistor reglabil de 10k este conectat în paralel la ambele capete ale regulatorului de tensiune, iar intervalul reglabil este: 0V ~ 2.5 V. După cum se arată în figură, terminalul în fază al amplificatorului op este conectat la robinetul varistorului glisant. Prin urmare, variația de tensiune gama de non-inversoare terminalul este, de asemenea, 0V ~ 2.5 V, și răsturnând-faza sfârșitul op-amp este conectat la R2 și R3, și variația de tensiune gama de R3 este 0V ~ 2.5 V, atunci variația de tensiune gama pe R2 este 0V ~ 12.5 V, tensiunea de ieșire este suma tensiunilor de pe R2 și R3, care este 0V~15V.,

ⅲ Tipuri de Bază de Op-Amp

1. Universal om amp

acesta este proiectat pentru uz general. Principalele caracteristici ale acestui tip de dispozitiv sunt prețul scăzut, gama largă de produse și așa mai departe pentru uz general. Exemple de µA741 singur (op-amp), LM358 (dual op-amp), LM324 (patru amplificatoare operaționale) și LF356 cu FET ca intrare etapă se încadrează în această categorie. Acestea sunt cele mai utilizate amplificatoare operaționale integrate.

2., Rezistență mare om amp

caracteristicile de acest tip integrat sunt ca mod diferențial impedanța de intrare este foarte mare, și de intrare de polarizare de curent este foarte mic, în general, mai multe picoamperes la câteva zeci de picoamperes. Principala măsură pentru realizarea acestor indicatori este utilizarea impedanței de intrare ridicate a FET și utilizarea FET pentru a forma intrarea diferențială a amplificatorului op., Folosind FET ca intrare, impedanța de intrare este ridicată, iar curentul de părtinire de intrare este scăzut, are, de asemenea, avantajele de mare viteză, lățime de bandă largă și zgomot redus, dar tensiunea de offset de intrare este mare. Unele comune integrate dispozitive sunt LF355, LF347 și CA3130, CA3140 cu mai mare impedanta de intrare.

3., Temperatură scăzută derivă op amp

În control automat instrumente, cum ar fi instrumente de precizie și slab semnal de detectare, există o nevoie de a compensa tensiunea de ieșire a amplificatorului operațional este mic și nu se modifică cu temperatura, astfel temperatură scăzută derivă amplificatoare operaționale sunt concepute pentru acest scop. În prezent, frecvent utilizate la temperatură scăzută derivă amplificatoare operaționale cu mare precizie includ OP07, OP27, AD508, iar chopper-a stabilizat low-drift dispozitiv ICL7650 compus din MOSFET.

4., De mare viteză om amp

rapid A/D și D/O convertizoare sau amplificatoare video, rata de conversie (de asemenea, numit rata de ucis SR) a integrat amplificator operațional este necesar să fie mare, și unitatea câștig de lățime de bandă BWG trebuie să fie suficient de mare. Principalele caracteristici ale acestuia sunt SR ridicat și răspuns în frecvență largă. Aplicațiile comune includ LM318, µA715 etc., cu SR = 50 ~ 70V / us, BWG> 20MHz.

5., Consum redus de putere om amp

Deoarece cel mai mare avantaj de electronice de integrare a face circuite complexe mici și ușoare, și extinderea domeniului de aplicare instrumentele portabile, este necesar să se utilizeze un amplificator operațional cu un nivel scăzut de tensiune de alimentare și consum redus de energie. Utilizate frecvent de acest tip sunt TL-022C, TL-060C etc., iar tensiunea lor de funcționare este ±2V~±18V, iar consumul curent este de 50~250µa. În prezent, unele produse au atins nivelul consumului de energie µW. De exemplu, sursa de alimentare a ICL7600 este 1.,5V, iar consumul de energie este de 10mW, în plus, poate fi alimentat de o singură baterie.

6. Amplificatorul om de înaltă tensiune și de curent ridicat

tensiunea de ieșire a unui amplificator op este limitată în principal de sursa de alimentare. Într-un amplificator operațional convențional, valoarea maximă a tensiunii de ieșire este, în general, doar câteva zeci de volți, iar curentul de ieșire este de numai câteva zeci de miliamperi. Pentru a crește tensiunea de ieșire sau curentul de ieșire, trebuie adăugat un circuit auxiliar la exteriorul amplificatorului op., Amplificatoarele operaționale integrate de înaltă tensiune și de înaltă tensiune pot face acest lucru fără niciun circuit suplimentar. De exemplu, D41 are o tensiune de alimentare de ±150V, și µA791 are o ieșire curent de 1A.

7. Control programabil om amp

în procesul de utilizare a instrumentației, este implicată problema domeniului. Pentru a obține tensiunea fixă de ieșire, factorul de amplificare al amplificatorului op trebuie schimbat., De exemplu, dacă amplificatorul operațional are o mărire de 10 ori și semnalul de intrare este de 1 mv, tensiunea de ieșire este de 10mV, când tensiunea de intrare este de 0,1 mv, ieșirea este de numai 1MV. Pentru a obține 10mV, factorul de mărire trebuie schimbat la 100. Control programabil Op amp este generat pentru a rezolva această problemă. De exemplu, PGA103A, prin controlul nivelului pinilor pentru a schimba mărirea.

ⅳ Confuzie între Amplificatoare operaționale și Comparatoare

1) conceptul De bază este același intre comparator si op-amp.,

diferența internă: amplificatorul operațional este o ieșire complementară, care poate emite un semnal analogic nedistorsionat. În general, poate fi utilizat în buclă închisă, buclă deschisă sau o cantitate mică de feedback pozitiv. Poate fi folosit și ca comparator, de obicei o ieșire OC (Open collector), care este convenabilă pentru conectarea paralelă multiplă. Semnalul comutatorului de ieșire necesită un rezistor de tragere, iar majoritatea sunt utilizate pentru buclă deschisă. În unele ocazii, este necesară o histereză prin introducerea unui anumit feedback pozitiv.,

ieșirea amplificatorului are o buclă la intrare, adică există feedback, este o buclă închisă, poate fi un rezistor sau un condensator. În funcție de intrare, se evaluează dacă este vorba despre feedback pozitiv sau feedback negativ. Conectarea capătului în fază este feedback pozitiv, iar terminalul invers este feedback negativ. În plus, introducând feedback pozitiv, sistemul poate oscila și, dacă este adăugat corect, va fi generată histerezisul (diferența de retur). Astfel, amplificatoarele introduc de obicei feedback negativ pentru a obține o mărire fixă.,

conceptul de buclă: semnal-detectare-comparație standard-controlează un parametru al semnalului de intrare la standard. Acesta este un sistem cu buclă închisă și este un sistem de feedback negativ ( parametrii de intrare sunt stabili).

2) amplificatorul este utilizat pentru a amplifica semnale mici, iar accentul se pune pe amplificarea proporțională. În schimb, comparatorul este utilizat pentru a compara diferența de tensiune de intrare între intrările pozitive și negative, atâta timp cât diferența îndeplinește anumite cerințe, starea de ieșire se schimbă imediat., Parametrii săi importanți se referă, de asemenea, în cea mai mare parte la caracteristicile de cotitură sau putem înțelege că comparatorul este o formă de circuit de tranziție caracterizată printr-un circuit analogic și cu intrare și ieșire digitală a semnalului.

3) comparatorul este un fel de amplificator operațional fără feedback (feedback pozitiv sau feedback negativ)., Atunci când intrarea pozitivă este mai mare decât intrarea negativă, ieșirea este infinită; atunci când intrarea pozitivă este mai mică decât intrarea negativă, ieșirea este infinitezimală, adică ieșirea amplificatorului operațional este calculată în funcție de feedback. Pe scurt, nu există nicio diferență fundamentală între cele două.

4) comparatoarele sunt în general realizate folosind un amplificator op. Când amplificatorul op încorporează o buclă de feedback negativ, întregul circuit în sine poate fi privit ca un circuit de amplificare cu un anumit câștig., Figura de mai jos arată un clasic op-amp: Câștig=Rf/Rin

Figura 6. Bucla de Feedback negativ (G=Rf/Rin)

amplificatorul op poate fi de asemenea utilizat ca comparator, înlocuind doar feedback-ul negativ cu feedback pozitiv. Când circuitul adaugă feedback pozitiv, tensiunea de ieșire se va satura, dar nu va depăși și nu poate depăși tensiunea de alimentare., Figura următoare arată clasic comparație circuit:

Figura 7. Comparator Circuit

rezistor în figura furnizează o tensiune de referință pentru polul pozitiv, iar tensiunea de ieșire este inversat atunci când negativ de tensiune depășește tensiunea pozitivă, așa cum se arată ca în figura următoare.

Figura 8., Circuit amplificator simplu

pe scurt, dacă circuitul conectat la amplificatorul op este feedback negativ sau feedback pozitiv, acesta poate fi utilizat ca amplificator sau comparator în funcție de diferite cazuri, respectiv.,