Typer av Driftsförstärkare och Grundjämförelse

introduktion

den här videon förklarar Arbetsregler som är lämpliga för typer av op-förstärkare.

katalog

introduktion

1.1 symbol för Driftsförstärkare

1.2 terminologi

Exempelanalyser

2.1 exempel 1

2.2 exempel 2

2.3 exempel 3

grundläggande typer av Op Amp

förvirring mellan Op-Amp och jämförelser

1.,table level

↓

↓

grounding or stable level

↓

↓

grounding or stable level

1.,2 Terminologi

1. Betydelsen av in-fas ingång och invertering ingång.

1) när inversspänningen är konstant är utgångsvågformen densamma som den icke-inverterande.

2) när den icke-verting spänningen är konstant, är utgångsvågformen motsatt den inverterande änden.

• Rekommenderad läsning: icke-inverterande och inverterande förstärkare grundläggande analys

2. Förstoringen av Op Amp är oändlig (para).

3., Spänningen vid den inverterande ingången på driftsförstärkaren är alltid lika med spänningen vid den icke-inverterande ingången.

Vin = VP – VN , Vout = a × Vin（A: förstoringsfaktor）

och A = ，Vin = Vout / a

vin => 0, VP = vn

4. Ingångsimpedansen hos op amp är oändlig, vilket innebär att dess Ingångsström är noll.,

Figur 1. Amplifieringskrets (Vin=1V, Vout=-10V )

när op-förstärkaren är jordad i fas kommer spänningen vid den inverterande fasänden att vara 0V, och spänningen på vänster sida av 100K-motståndet kommer att vara 1V och 0V på höger sida, med en potentiell skillnad, det kommer att finnas en ström som strömmar genom 100K-motståndet. Men eftersom ingångsimpedansen hos op amp är oändlig, nästan inga strömflöden., Så strömmen kommer att strömma genom 1000K-motståndet, då spänningen på 1000K-motståndet är 10V, eftersom den potentiella utgången är lägre än GND, så utgången är-10V.

Figur 2. Förstärkningskrets (Vin=5V, Vout=-7V )

när op amp: s in-fas är ansluten till 3V-spänningen är inverteringsspänningen också 3V. 2K-motståndet är 3V på vänster sida och 5V på höger sida. På grund av den potentiella skillnaden strömmar strömmen genom 2K-motståndet., Eftersom ingångsimpedansen hos op amp är oändlig finns det emellertid nästan inget strömflöde på det. Då kommer strömmen att strömma genom 10K-motståndet och spänningen på 10K-motståndet är 10V och spänningen vid Vout to ground är Vout A B BND, getting Vout = (- 10V) + 3V = – 7V.

egna exempelanalyser

2.1 exempel 1

figur 3., Förstärkarkrets

eftersom inverteringsfasspänningen alltid är lika med infasspänningen är Vout också 0,1 V, eftersom op-förstärkaren är oändlig i ingångsimpedans och utgångsimpedansen är nästan noll.

2.2 exempel 2

Figur 4. Förstärkarkrets (VP=0,1 V, Vo=10 V)

enligt grundprincipen att spänningen i inverteringsfasterminalen alltid är lika med inverteringsplinten. När den inverterande fasspänningen är 0.,1V, och den partiella spänningen på 1K-motståndet är 0,1 V, spänningsdivisionen på 100K-motståndet kommer att vara 10V, så utspänningen hos Vo är summan av de partiella spänningarna på 100K och 1K-motståndet, det vill säga 10.1 V.

2.3 exempel 3

figur 5. Förstärkarkrets ( DC strömförsörjning: Input=24V, Output=0~15V )

DC strömförsörjning, dess inspänning är 24V. efter filtreras av C1, och regleras av R1 och D2 (spänningsregulatorer), är dess spänning regleras vid 2,5 V., Samtidigt är en 10K justerbar varistor parallellansluten i båda ändarna av spänningsregulatorn och det justerbara området är: 0V ~ 2.5 V. som visas i figuren är op-förstärkarens infasterminal ansluten till kranen på glidvaristorn. Spänningsvariationsintervallet för den icke-inverterande terminalen är därför också 0V ~ 2,5 V och den inverterande fasänden för op-förstärkaren är ansluten till R2 och R3, och spänningsvariationsintervallet för R3 är 0V ~ 2,5 V, då spänningsvariationsintervallet på R2 är 0V ~ 12,5 V, utspänningen är summan av spänningarna på R2 och R3, det vill säga 0V~15V.,

grundläggande typer av OP Amp

1. Universal Om amp

den är avsedd för allmän användning. Huvuddragen i denna typ av enhet är lågt pris, brett produktsortiment och så vidare för allmän användning. Exempel på µA741 (single op amp), lm358 (dual op amp), lm324 (four op amps) och lf356 med FET som ingångssteget faller i denna kategori. De är de mest använda integrerade operativa förstärkare.

2., Hög resistans om amp

egenskaperna hos denna integrerade typ är att differentialläget ingångsimpedansen är mycket hög, och ingångs bias ström är mycket liten, i allmänhet flera picoamperes till flera tiotals picoamperes. Huvudmåttet för att uppnå dessa indikatorer är att använda FET: s höga ingångsimpedans och använda FET för att bilda op amp: s differentialingång., Med FET som ingång, ingångsimpedansen är hög, och ingångs bias ström är låg, har också fördelarna med hög hastighet, bred bandbredd och lågt brus, men ingångs offset spänningen är stor. Några vanliga integrerade enheter är LF355, LF347 och CA3130, CA3140 med högre ingångsimpedans.

3., Lågtemperaturdrift op amp

I automatiska styrinstrument såsom precisionsinstrument och svag signaldetektering, finns det ett behov av att förskjutningsspänningen hos den operativa förstärkaren är liten och ändras inte med temperatur, så lågtemperaturdrift op ampere är utformade för detta ändamål. För närvarande används ofta låg temperatur drift operationsförstärkare med hög precision inkluderar OP07, OP27, AD508, och chopper-stabiliserad avdriftsreducerande enhet ICL7650 består av en MOSFET.

4., Hög hastighet om amp

I snabb A/D och D/A-omvandlare och videoförstärkare krävs omvandlingsfrekvensen (även kallad slew rate SR) för den integrerade driftsförstärkaren för att vara hög och enhetsförstärkningsbandbredden BWG måste vara tillräckligt stor. Huvuddragen i det är hög SR och brett frekvenssvar. Vanliga applikationer inkluderar LM318, µA715, etc. med SR=50~70V/oss, BWG>20MHz.

5., Låg strömförbrukning om amp

eftersom den största fördelen med elektronisk integration gör komplexa kretsar små och lätta, och utvidgningen av omfattningen av bärbara instrument, är det nödvändigt att använda en driftsförstärkare med låg nätspänning och låg strömförbrukning. Vanligen används av denna typ är TL-022C, TL-060C, etc. och deras driftspänning är ±2V~±18V, och strömförbrukningen är 50~250µA. För närvarande har vissa produkter nått effektförbrukningen på µW. Till exempel är strömförsörjningen av ICL7600 1.,5V, och strömförbrukningen är 10mW, dessutom kan den drivas med ett enda batteri.

6. Högspänning och Högström om amp

utspänningen för en op amp är främst begränsad av strömförsörjningen. I en konventionell driftsförstärkare är det maximala värdet av utspänningen i allmänhet bara några tiotals volt, och utgångsströmmen är bara några tiotals milliamps. För att öka utspänningen eller utgångsströmmen måste en hjälpkrets läggas till utsidan av op-förstärkaren., Högspänning och högströms integrerade operativa förstärkare kan göra det utan någon ytterligare krets. D41 har till exempel en matningsspänning på ±150V och µA791 har en utgångsström på 1A.

7. Programmerbar kontroll om amp

I processen att använda instrumentering, är området problemet inblandade. För att erhålla den utgående fasta spänningen måste förstärkningsfaktorn för op-förstärkaren ändras., Till exempel, om den operativa förstärkaren har en förstoring av 10 gånger och ingångssignalen är 1 mV, är utgångsspänningen 10mv, när ingångsspänningen är 0,1 mv, är utgången endast 1mv. För att få 10mv måste förstoringsfaktorn ändras till 100. Den programmerbara kontroll op amp genereras för att lösa detta problem. Till exempel PGA103A, genom att styra stiften nivå för att ändra förstoringen.

förvirring mellan Op Amp och Comparators

1) grundkonceptet är detsamma mellan komparator och op amp.,

intern skillnad: den operativa förstärkaren är en kompletterande utgång, som kan mata ut en icke snedvriden analog signal. Generellt kan den användas i sluten slinga, öppen slinga eller en liten mängd positiv feedback. Den kan också användas som en komparator, vanligtvis en OC (öppen samlare) utgång, vilket är bekvämt för flera parallella anslutningar. Utgångssignalen kräver ett dragmotstånd, och de flesta används för öppen slinga. I vissa fall kräver en Hysteres genom att införa en viss positiv feedback.,

förstärkarens utgång har en slinga till ingången, det vill säga det finns feedback, det är en sluten slinga, kan vara ett motstånd eller en kondensator. Beroende på inmatningen bedöms det om det är positiv feedback eller negativ feedback. Anslutning av fasänden är positiv feedback och omvänd terminal är negativ feedback. Dessutom introducerar positiv feedback, systemet kan oscillera, och om det är korrekt tillsatt kommer Hysteres (returskillnad) att genereras. Så förstärkare introducerar vanligtvis negativ feedback för att få en fast förstoring.,

konceptet för slingan: Signal-detection-standard comparison-styr en parameter för ingångssignalen till standarden. Detta är ett slutet loop-system och är ett negativt återkopplingssystem ( ingångsparametrarna är stabila).

2) förstärkaren används för att förstärka små signaler, och tonvikten ligger på proportionell förstärkning. Däremot används komparatorn för att jämföra ingångsspänningsskillnaden mellan de positiva och negativa ingångarna, så länge skillnaden uppfyller vissa krav ändras utgångstillståndet omedelbart., Dess viktiga parametrar är också mestadels om vridningsegenskaperna eller vi kan förstå att komparatorn är en övergångskretsform som kännetecknas av en analog krets och med digital signalingång och utgång.

3) komparator är en typ av operativ förstärkare utan feedback (positiv feedback eller negativ feedback)., När den positiva ingången är större än den negativa ingången är utgången oändlig; när den positiva ingången är mindre än den negativa ingången är utgången infinitesimal, det vill säga utgången från driftsförstärkaren beräknas enligt återkopplingen. Sammanfattningsvis finns det ingen grundläggande skillnad mellan de två.

4) jämförelser görs i allmänhet med hjälp av en op amp. När op amp innehåller en negativ återkopplingsslinga, kan hela kretsen i sig ses som en förstärkande krets med en viss förstärkning., Figuren nedan visar en klassisk op amp: Gain=Rf / Rin

Figur 6. Negativ återkopplingsslinga (G=Rf/Rin)

op amp kan också användas som komparator, bara ersätta den negativa återkopplingen med positiv feedback. När kretsen ger positiv feedback, kommer utspänningen mätta, men det kommer inte och kan inte överstiga matningsspänningen., Följande figur visar den klassiska jämförelsekretsen:

Figur 7. Jämförelsekrets

motståndet i figuren ger en referensspänning för den positiva polen, och utspänningen inverteras när den negativa spänningen överstiger den positiva spänningen, såsom visas som följande figur.

figur 8., Enkel förstärkare krets

kort sagt, om kretsen ansluten till op amp är negativ feedback eller positiv feedback, kan den användas som en förstärkare eller en komparator beroende på olika fall, respektive.,

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