Op-amp: kredsløbet, operativsystem princippet. Forstærkerkredsløbet på den ikke-inverterende operationsforstærker. Skema jævnspænding forstærker operationsforstærker

Artiklen vil blive betragtet som en standard forstærkerkredsløbet er en operationsforstærker, og er eksempler på forskellige driftstilstande af denne enhed. Til dato, kan ingen af styreenheden ikke gøre uden brug af operationsforstærkere. Dette er en virkelig alsidig værktøjer, der giver dig mulighed for at udføre forskellige funktioner med signalet. Om hvordan det fungerer, og hvad der præcist gør det muligt at gøre denne enhed, du og lære på.

inverterende forstærker

Kørsel inverterende forstærker op-amp er enkel nok, du kan se det på billedet. Kernen er en operationsforstærker (forbindelsestype det overvejes i denne artikel). Hertil kommer, her:

1. Modstanden R1 et spændingsfald er til stede på den værdi, den er den samme som input.
2. I modstanden R2 har også en spændingsfaldet - det er det samme som output.

I dette tilfælde udgangsspændingen mellem modstandsværdien R2 er på indgangen med hensyn til R1, men igen tegn. Kende spænding og modstandsværdier kan beregnes forstærkning. For at gøre dette, opdele udgangsspændingen til indgangsspændingen. I denne operationsforstærker (omskifterkredsløbet det kan have nogen) kan have samme forstærkning uanset type.

feedback-job

job tilbagemeldinger - nu et afgørende punkt, du har brug for at forstå mere detaljeret. Antag, ved indgangen er der en vis spænding. For nemheds skyld vil beregninger tage værdien af 1 V. Antag også, at R1 = 10K, R2 = 100 ohm.

Antag nu, at der er en vis uforudset situation, fordi, som sluttrinnet spænding er indstillet til 0 V. Dernæst er der et interessant mønster - to modstande begynder at arbejde i par, sammen skaber de fra en spændingsdeler. Ved udgangen af den inverterende trin holdes ved 0,91 V. Dette tillader OS at fastsætte mismatch indgange, og spændingen nedsatte produktion forekommer. Derfor er en meget simpel konstruktion diagram af operationsforstærkere, en signalforstærker, der realiserer funktionen af sensoren, f.eks.

Og denne ændring vil fortsætte med at selve porer, så længe er indstillet på udgangsværdien er stabil ved 10 V. Det var på dette tidspunkt ved indgangene af operationsforstærkeren potentialer er ens. Og de vil være den samme som jorden potentiale. På den anden side, hvis udgangsspændingen fra indretningen vil fortsætte med at falde, og det vil være mindre end -10 V på input potentiale bliver lavere end for jord. Konsekvens - udgangsspænding begynder at stige.

I en sådan ordning har en ulempe - indgangsimpedans er meget lille, især i forstærkere med en høj værdi af spænding gevinst, hvis tilbagekoblingssløjfen er lukket. Et design, diskuteret næste, berøvet alle disse mangler.

Den ikke-inverterende forstærker

Figuren viser et diagram af en ikke-inverterende forstærker er en operationsforstærker. Efter at have analyseret det, kan vi drage flere konklusioner:

1. UA spændingsværdi lig med indgangen.
2. Med opdeler off spændingen UA, som er forholdet mellem arbejde udgangsspænding til summen af R1 og R1 og R2 modstande.
3. I det tilfælde hvor værdien af UA er lig med indgangsspændingen, gevinsten er forholdet mellem udgangsspændingen til input (eller kan være i forhold til modstandene R2 og R1 add enhed).

Denne struktur kaldes ikke-inverterende forstærker, det har en næsten uendelig indgangsimpedans. For eksempel til operationsforstærkere 411 serie af sin værdi - 1012, mindst. Og for operationsforstærkere bruger bipolar halvleder transistor, som regel på over 108 ohm. Og her er udgangsimpedans i kaskaden, såvel som i den tidligere diskuterede ordning er meget lille - share ohm. Og det skal tages i betragtning ved beregningen udføres kredsløb med operationsforstærkere.

Skema AC forstærker

Begge ordninger omtales i artiklen tidligere kørt på jævnstrøm. Men hvis en meddelelse kvaliteten af signalet kildeindgang og forstærkeren tjener vekselstrøm , der vil give grundlag for strømmen ved indgangen. Og du skal være opmærksom på, at den aktuelle værdi er meget lille i størrelse.

I det tilfælde, hvor der er en styrkelse af AC signalerer nødvendigt at reducere gevinsten til enhed DC-signal. Dette gælder især i de tilfælde, hvor spænding gevinst er meget stort. Gennem dette er det muligt at reducere indflydelsen af forskydningsspændingen, som gives til input-enheden.

Et andet eksempel på et kredsløb til drift med en vekselspænding

I dette skema, ved -3 dB kan ses linje frekvens 17Hz. Det fremgår af impedansen af kondensatoren på to kilo. Derfor skal kondensatoren være stor nok.

At opbygge den vekselstrøm, skal du bruge en ikke-inverterende typen kredsløb med operationsforstærkere. Og han må have en tilstrækkelig stor spænding gevinst. Men her er den kondensator kan være for stor, så det er bedst at stoppe med at bruge det. Sandt nok, er det nødvendigt at vælge den rigtige forskydningsspænding, svarende det til nul værdi. Og det er muligt at anvende en T-formet divider og øge modstandsværdierne af begge modstande i kredsløbet.

Hvilken ordning er at foretrække at bruge

Fleste udviklere give deres præference til den ikke-inverterende forstærkere, da de har en meget høj impedans ved indgangen. Og forsømmer ordninger invertere type. Men til sidst er der en enorm fordel - det er ikke den mest krævende af operationelle forstærker, som er dens "hjerte".

Hertil kommer, de egenskaber, i virkeligheden, han er meget bedre. Og med hjælp fra en imaginær jord kan kombinere alle de signaler nemt, og de vil ikke have hinanden en vis indflydelse. Det kan anvendes i strukturer og DC forstærker kredsløb for en operationsforstærker. Det hele afhænger af dine behov.

Og senest - i tilfælde af at hele ordningen, diskuteret her, er forbundet til en stabil produktion på den anden operationsforstærker. I dette tilfælde impedansen af input er ikke vigtigt - mindst 1 kW, endog 10, selvom uendeligt. I dette tilfælde er den første etape tjener altid sit formål i forhold til den næste.

Kørsel repeater

Powered follower operationsforstærker svarende til emitteren bygget på bipolar transistor. Og udfører lignende funktioner. I virkeligheden er det en ikke-inverterende forstærker, som ved den første modstand er uendelig stor, og den anden er nul. I dette tilfælde gevinsten er enhed.

Der er særlige typer af operationsforstærkere, der bruges i den teknik, kun for repeater kredsløb. De har meget bedre ydeevne - som regel en høj hastighed. Som et eksempel, som den operationelle forstærkere OPA633, LM310, TL068. Sidstnævnte har en krop som en transistor, samt tre konklusioner. Meget ofte er disse forstærkere blot kaldet buffere. Det faktum, at de har isolerende egenskaber (meget høj indgangsimpedans og meget lav effekt). Om bygget på dette princip, og strømforstærker kredsløb er en operationsforstærker.

Aktiv tilstand

I virkeligheden er det sådan tilstand, i hvilken de in- og output operationsforstærkeren ikke overbelastes. Hvis indgangskredsløbet leverer et meget stort signal på udgangen det bare begynder at skære niveauet af solfangeren eller emitter spænding. Men når udgangsspændingen er fastsat til det niveau af snittet - indgangene OC spænding ændrer sig ikke. På denne skala ikke kan være større end forsyningsspændingen forstærkertrinnet.

De fleste kredsløb til operationsforstærkere beregnes således, at størrelse er mindre end forsyningsspændingen 2 V. Men det hele afhænger af, hvad der bruges specifikt forstærkerkredsløb operationsforstærker. Det samme er der en begrænsning på holdbarheden af strømkilden på grundlag af operationsforstærkeren.

Antag der er i kilden flydende belastning nogle spændingsfald. Hvis strømmen er den normale kørselsretning, kan findes mærkeligt ved første belastning. For eksempel flere perepolyusovannyh batterier. Dette design kan bruges til at opnå en jævnstrøm opladning.

nogle forholdsregler

Simpel forstærker spænding operationsforstærker (kredsløb kan vælges nogen) kan gøres bogstaveligt "på knæet." Men det skal tage hensyn til nogle specielle funktioner. Vær sikker på at sørge for, at feedback-kredsløb benægtende. Det siger også, at det er uacceptabelt at forvirre ikke-vendende og inverterende indgange på forstærkeren. Desuden skal der være feedback-kæde til DC. Ellers vil op amp begynder at bevæge sig hurtigt i mættede tilstand.

De fleste af operationsforstærkeren input forskellen spænding er meget lille i værdi. Den maksimale forskel mellem ikke-inverterende og inverterende indgange kan begrænses til en værdi på 5 V ved en opkobling strømkilden. Hvis vi forsømmer denne periode, vil være ved indgangen til en temmelig store værdier af strømme, der vil føre til, at alle kendetegn for kredsløbet vil forringes.

Det værste i denne - den fysiske ødelæggelse af operationsforstærkeren. Som et resultat, stopper det arbejder forstærkerkredsløb op amp helt.

Husk

Og, selvfølgelig, er vi nødt til at tale om de regler, der skal følges for at sikre en stabil og langvarig drift af operationsforstærkeren.

Vigtigst - DU har en meget høj spænding gevinst. Og hvis spændingen mellem input ændres til at dele millivolt, kan produktionen af sin værdi ændre sig betydeligt. Det er derfor vigtigt at vide: fra op-amp output forsøger at søge at sikre, at spændingen forskellen mellem indgangene var tæt (ideelt set lig) til nul.

Den anden regel - det nuværende forbrug af operationsforstærkeren er meget lille, bogstaveligt nanoampere. Hvis indgangen er indstillet til felteffekttransistorer, anslås det pA. Det kan konkluderes, at indgangene ikke forbruge strøm, uanset hvad der bruges operationsforstærker kredsløb - virkemåde forbliver den samme.

Men tror ikke, at OU er virkelig konstant ændrer af indgangsspændingen. Fysisk, denne øvelse er næsten umuligt, da der ville være overholdt den anden regel. På grund af operationsforstærkeren går vurdering af alle indgange. Med feedback fra ekstern kommunikation kredsløb overføres til indgangsspændingen fra udgangen. Resultatet - mellem indgangene af operationsforstærkeren er spændingsforskellen på nul.

feedback-koncept

Det er en fælles forestilling, og det anvendes allerede i bred forstand i alle teknologiske områder. I ethvert styresystem har en feedback-sløjfe, der sammenligner udgangssignalet og den indstillede værdi (reference). Afhængigt af hvad den aktuelle værdi - der er en korrektion i den rigtige retning. Hvori styresystemet kan være alt, selv en bil, der kører på vejen.

Chaufføren trykker på bremsen, og den feedback er - begyndelsen af deceleration. Analogt med sådan et simpelt eksempel, kan vi bedre forstå feedback i elektroniske kredsløb. En negativ feedback - det, hvis når du trykker på bremsepedalen bilen accelererer.

Feedback-elektronik er den proces, hvor transmissionen sker fra udgangen til indgangssignalet. Der er således også sætte sig på indgangssignalet. På den ene side er det ikke meget fornuftig idé, kan det faktisk virke udefra, hvilket i høj grad reducerer gevinsten. Sådanne anmeldelser, ved den måde, fik stifterne i elektronikudvikling feedback. Men det er nødvendigt at forstå mere detaljeret i dens indvirkning på operationsforstærkere - overveje praktiske kredsløb. Og det bliver klart, at det er sandt og lidt reducerer gevinsten, men gør det muligt at forbedre et par andre muligheder:

1. Glat frekvensgang (som fører til deres behov).
2. Det gør det muligt at forudsige adfærd af forstærkeren.
3. I stand til at fjerne de ikke-linearitet og signalere forvrængning.

Jo mere feedback (vi taler om det negative), jo mindre indflydelse på forstærkeren ydeevne med en åben OS. Resultat - alle dens parametre afhænger kun af, hvad egenskaber for en kreds.

Det er værd at være opmærksom på, at alle operationelle forstærkere opererer i en tilstand med en meget dyb feedback. En spænding gevinst (dens åben sløjfe) kan nå endnu flere millioner. Derfor forstærkerkredsløbet er en operationsforstærker er ekstremt krævende om overensstemmelse mellem alle parametre for strømforsyningen og indgangssignalet.