Η op-amp: ο τύπος του κυκλώματος, η αρχή λειτουργίας. Το κύκλωμα του ενισχυτή σχετικά με τη μη-αναστρέφοντας τελεστικού ενισχυτή. ενισχυτή τάσης Σχήμα dc λειτουργικό ενισχυτή

Το άρθρο θα πρέπει να θεωρείται ένα πρότυπο κύκλωμα ενισχυτή είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής, και είναι παραδείγματα των διαφόρων τρόπων λειτουργία αυτής της συσκευής. Μέχρι σήμερα, κανένας από τη μονάδα ελέγχου δεν μπορεί να κάνει χωρίς τη χρήση τελεστικών ενισχυτών. Αυτό είναι ένα πραγματικά ευέλικτο εργαλεία που σας επιτρέπουν να εκτελούν διάφορες λειτουργίες με το σήμα. Σχετικά με το πώς λειτουργεί και τι ακριβώς καθιστά δυνατή για να κάνει αυτή τη συσκευή σας και να μάθετε για.

ενισχυτή αναστροφής

Οδήγηση αναστρέφοντας ενισχυτή op-amp είναι αρκετά απλή, μπορείτε να το δείτε στην εικόνα. Στον πυρήνα της είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής (σύνδεση τύπου θεώρησε σε αυτό το άρθρο). Επιπλέον, εδώ:

1. Ο αντιστάτης R1 μια πτώση τάσης είναι παρούσα στην αξία που είναι η ίδια με την είσοδο.
2. Στην αντίσταση R2 έχει επίσης μια πτώση τάσης - είναι το ίδιο με την έξοδο.

Στην περίπτωση αυτή, η αναλογία της τάσης εξόδου του τιμή αντίστασης R2 είναι εις την είσοδο σε σχέση με το R1, αλλά πίσω στο σημάδι. Γνωρίζοντας τις τιμές τάσης και αντίστασης μπορεί να υπολογιστεί κέρδος. Για να το κάνετε αυτό, διαιρεί την τάση εξόδου προς την τάση εισόδου. Σε αυτό το λειτουργικό ενισχυτή (μεταγωγής κυκλώματος μπορεί να έχει οποιαδήποτε) μπορεί να έχει το ίδιο κέρδος ανεξάρτητα από τον τύπο.

Εργασία σχόλια

ανατροφοδότηση εργασίας - τώρα ένα κρίσιμο σημείο που πρέπει να κατανοήσουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Ας υποθέσουμε ότι, στην είσοδο υπάρχει μια ορισμένη ένταση. Για λόγους απλότητας, οι υπολογισμοί θα λάβει την τιμή 1 V. Έστω επίσης ότι R1 = 10Κ, R2 = 100 ohms.

Τώρα ας υποθέσουμε ότι υπάρχει κάποια απρόβλεπτη κατάσταση, εξαιτίας της οποίας η τάση στάδιο εξόδου έχει οριστεί σε 0 V. Στη συνέχεια, υπάρχει μια ενδιαφέρουσα πορεία - δύο αντιστάσεις αρχίζουν να εργάζονται σε ζεύγη, μαζί δημιουργούν από ένα διαιρέτη τάσης. Στην έξοδο του σταδίου αναστροφής διατηρείται σε 0,91 V. Αυτό επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα να καθορίσει εισόδους αναντιστοιχία, και λαμβάνει χώρα η μείωση της τάσης εξόδου. Ως εκ τούτου, ένα πολύ απλό διάγραμμα σχεδιασμού της λειτουργικών ενισχυτών, ένα ενισχυτή σήματος που πραγματοποιεί τη λειτουργία του αισθητήρα, για παράδειγμα.

Και αυτή η αλλαγή θα συνεχίσει τις πολύ πόρους, εφ 'όσον έχει οριστεί για την αξία της παραγωγής είναι σταθερή στα 10 V. Ήταν αυτή τη στιγμή στις εισόδους των επιχειρησιακών δυνατοτήτων του ενισχυτή είναι ίσες. Και θα είναι το ίδιο με το δυναμικό του εδάφους. Από την άλλη πλευρά, αν η τάση εξόδου της συσκευής θα συνεχίσουν να μειώνονται, και θα είναι μικρότερη από -10 V στο δυναμικό εισόδου γίνεται μικρότερη από εκείνη του εδάφους. Συνέπεια - η τάση εξόδου αρχίζει να αυξάνεται.

Σε ένα τέτοιο σύστημα έχει ένα μειονέκτημα - η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι πολύ μικρό, ειδικά σε ενισχυτές με μια υψηλή τιμή της απολαβής τάσης, αν ο βρόχος ανάδρασης είναι κλειστό. Ένα σχέδιο, που συζητήθηκαν στη συνέχεια, στερούνται όλων αυτών των ελλείψεων.

Ο ενισχυτής μη αναστρέφουσα

Το σχήμα δείχνει ένα διάγραμμα ενός ενισχυτή μη αντιστροφής είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής. Μετά την ανάλυση αυτή, μπορούμε να βγάλουμε αρκετά συμπεράσματα:

1. τιμή της τάσης UA ίση με την είσοδο.
2. Με διαιρέτη off την τάση UA, η οποία είναι ο λόγος της τάσης εξόδου εργασίας προς το άθροισμα των R 1 και τα R1 και R2 αντιστάσεις.
3. Στην περίπτωση όπου η τιμή του UA είναι ίση με την τάση εισόδου, η απολαβή είναι ο λόγος της τάσης εξόδου με την είσοδο (ή μπορεί να είναι σε σχέση με τις αντιστάσεις R2 και R1 προσθέστε μονάδα).

Αυτή η δομή ονομάζεται ο ενισχυτής μη αναστρέφουσα, έχει μια σχεδόν άπειρη σύνθετη αντίσταση εισόδου. Για παράδειγμα, για λειτουργικούς ενισχυτές 411 σειρές της αξίας του - 1012, τουλάχιστον. Και για λειτουργικούς ενισχυτές που χρησιμοποιούν διπολικό τρανζίστορ ημιαγωγών, συνήθως άνω των 108 ohm. Και εδώ είναι η αντίσταση εξόδου του καταρράκτη, καθώς και στην συζητήθηκε προηγουμένως σύστημα είναι πολύ μικρό - το μερίδιο Ω. Και αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τον υπολογισμό γίνεται κυκλώματα με τελεστικούς ενισχυτές.

ενισχυτή σύστημα AC

Και τα δύο συστήματα που συζητήθηκαν στο άρθρο τρέξει στο παρελθόν σε συνεχές ρεύμα. Αλλά αν μια ποιότητα επικοινωνίας της πηγής σήματος εισόδου και ο ενισχυτής σερβίρει εναλλασσόμενο ρεύμα που θα δώσει λόγο για την τρέχουσα στην είσοδο. Και θα πρέπει να δώσουν προσοχή στο γεγονός ότι η τρέχουσα αξία είναι πολύ μικρό σε μέγεθος.

Στην περίπτωση όπου υπάρχει ενίσχυση AC σηματοδοτεί απαραίτητα για να μειωθεί το κέρδος σε σήμα ενότητας DC. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου το κέρδος τάσης είναι πολύ μεγάλη. Μέσω αυτού είναι δυνατόν να μειώσει σημαντικά την επιρροή της διατμητικής τάσης, η οποία παρέχεται με τη συσκευή εισόδου.

Ένα δεύτερο παράδειγμα ενός κυκλώματος για λειτουργία με μια εναλλασσόμενη τάση

Σε αυτό το σχήμα, στο -3 dB μπορεί να φανεί 17Hz συχνότητα γραμμής. Φαίνεται από την σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή σε δύο κιλά. Ως εκ τούτου, ο πυκνωτής πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη.

Για την κατασκευή του εναλλασσόμενου ρεύματος, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα κυκλώματα τύπου μη αναστρέφουσα με τελεστικούς ενισχυτές. Και πρέπει να έχει ένα αρκετά μεγάλο κέρδος τάσης. Αλλά εδώ είναι ο πυκνωτής μπορεί να είναι πολύ μεγάλο, έτσι είναι καλύτερο να σταματήσει τη χρήση του. Είναι αλήθεια, είναι απαραίτητο να επιλέξετε το σωστό διατμητικής τάσης, εξισώνοντας να μηδενική αξία. Και είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί ένα σχήμα Τ διαιρέτη και να αυξήσει τις τιμές αντίστασης των δύο αντιστάσεων στο κύκλωμα.

Ποιο καθεστώς είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε

Οι περισσότεροι προγραμματιστές δίνουν την προτίμησή τους στους ενισχυτές μη αναστροφής, καθώς έχουν πολύ υψηλή αντίσταση στην είσοδο. Και τα συστήματα παραμέληση τύπου αναστροφής. Αλλά επιτέλους υπάρχει ένα τεράστιο πλεονέκτημα - δεν είναι το πιο απαιτητικό του λειτουργικού ενισχυτή, η οποία είναι «καρδιά» της.

Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά, στην πραγματικότητα, είναι πολύ καλύτερα. Και με τη βοήθεια ενός φανταστικού εδάφους μπορεί να συνδυάσει όλα τα σήματα εύκολα, και δεν θα πρέπει σε κάθε άλλη κάποια επιρροή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατασκευές και το κύκλωμα ενισχυτή DC για ένα λειτουργικό ενισχυτή. Όλα εξαρτώνται από τις ανάγκες σας.

Και πιο πρόσφατα - σε περίπτωση που το σύνολο του προγράμματος, που αναφέρονται εδώ, είναι συνδεδεμένο με μια σταθερή παραγωγή του άλλου λειτουργικού ενισχυτή. Στην περίπτωση αυτή, η σύνθετη αντίσταση της εισόδου δεν είναι σημαντικό - τουλάχιστον 1 kW, ακόμη και 10, αν και το άπειρο. Σε αυτή την περίπτωση, το πρώτο στάδιο εξυπηρετεί πάντα το σκοπό του σε σχέση με την επόμενη.

οδήγηση repeater

Powered οπαδός λειτουργικό ενισχυτή παρόμοιο με τον πομπό ενσωματωμένο στο διπολικό τρανζίστορ. Και εκτελεί παρόμοιες λειτουργίες. Στην πραγματικότητα, είναι ένας ενισχυτής μη αναστρέφουσα, οι οποίες κατά την πρώτη αντίσταση είναι απείρως μεγάλη, και η δεύτερη είναι μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση το κέρδος είναι η ενότητα.

Υπάρχουν ειδικοί τύποι των λειτουργικών ενισχυτών που χρησιμοποιούνται στην τεχνική μόνο για το κύκλωμα αναμεταδότη. Έχουν πολύ καλύτερη απόδοση - συνήθως μια υψηλή ταχύτητα. Ως παράδειγμα, όπως η λειτουργικούς ενισχυτές OPA633, LM310, TL068. Ο τελευταίος έχει ένα σώμα σαν ένα τρανζίστορ, καθώς επίσης και τρία συμπεράσματα. Πολύ συχνά, αυτές οι ενισχυτές αναφέρεται απλά ως προσκρουστήρες. Το γεγονός ότι έχουν ιδιότητες μονωτής (πολύ υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και πολύ χαμηλή παραγωγή). Σχετικά χτισμένο σε αυτή την αρχή, και το ρεύμα του κυκλώματος ενισχυτή είναι ένα λειτουργικό ενισχυτή.

Ενεργή λειτουργία

Στην πραγματικότητα, πρόκειται για μια τέτοια λειτουργία κατά την οποία οι έξοδοι και είσοδοι του λειτουργικού ενισχυτή δεν είναι υπερφορτωμένος. Αν το κύκλωμα εισόδου παρέχει ένα πολύ μεγάλο σήμα στην έξοδο ακριβώς αρχίζει να μειώσει το επίπεδο του συλλέκτη ή την τάση εκπομπού. Αλλά όταν η τάση εξόδου είναι σταθερή στο επίπεδο της κοπής - η τάση εισόδους OC δεν αλλάζει. Σε αυτή την κλίμακα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από την τάση τροφοδοσίας του σταδίου ενισχυτή.

Τα περισσότερα κυκλώματα για λειτουργικούς ενισχυτές υπολογίζεται έτσι ώστε το μέτρο είναι μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας 2 V. Ωστόσο, όλα εξαρτώνται από το τι χρησιμοποιείται ειδικά ενισχυτής κύκλωμα λειτουργικού ενισχυτή. Το ίδιο υπάρχει περιορισμός σχετικά με τη βιωσιμότητα της τρέχουσας πηγής , βάσει του λειτουργικού ενισχυτή.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν στην πηγή κυμαινόμενο φορτίο κάποια πτώση τάσης. Εάν το ρεύμα είναι η φυσιολογική κατεύθυνση του ταξιδιού, μπορεί να βρεθεί παράξενο στην αρχή φορτίου. Για παράδειγμα, αρκετές perepolyusovannyh μπαταρίες. Αυτό το σχέδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποκτήσετε ένα συνεχές ρεύμα φόρτισης.

μερικές προφυλάξεις

Απλή τάση ενισχυτής λειτουργικό ενισχυτή (κύκλωμα μπορεί να επιλέξει κάποιες) μπορεί να γίνει κυριολεκτικά «στο γόνατό του.» Αλλά πρέπει να λάβει υπόψη ορισμένα ειδικά χαρακτηριστικά. Να είστε βέβαιος να βεβαιωθείτε ότι το κύκλωμα ανατροφοδότησης στο αρνητικό. Λέει επίσης ότι είναι απαράδεκτο να συγχέουμε μη αναστρέφουσα και αναστρέφοντας εισόδους του ενισχυτή. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχει αλυσίδα σχόλια για το συνεχές ρεύμα. Σε αντίθετη περίπτωση, το op amp θα αρχίσει να κινείται γρήγορα σε κατάσταση κορεσμού.

Το μεγαλύτερο μέρος του επιχειρησιακού διαφορική τάση εισόδου του ενισχυτή είναι πολύ μικρή σε αξία. Η μέγιστη διαφορά μεταξύ του μη αναστρέφουσα και αναστρέφοντας είσοδοι μπορεί να περιορίζεται σε μία τιμή από 5 V σε οποιαδήποτε συνδέει την πηγή ισχύος. Αν αγνοήσουμε τον όρο αυτό, θα είναι στην είσοδο σε αρκετά μεγάλες τιμές των ρευμάτων που θα οδηγήσει στο γεγονός ότι όλα τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος θα επιδεινωθεί.

Το χειρότερο πράγμα σε αυτό - η φυσική καταστροφή του λειτουργικού ενισχυτή. Ως αποτέλεσμα, θα σταματήσει να λειτουργεί ορ amp κύκλωμα ενισχυτή εντελώς.

Λάβετε υπόψη

Και, φυσικά, πρέπει να μιλήσουμε για τους κανόνες που πρέπει να ακολουθούνται για να εξασφαλιστεί μια σταθερή και μακρόχρονη λειτουργία του λειτουργικού ενισχυτή.

Το πιο σημαντικό - DU έχει μια πολύ υψηλή απολαβή τάσης. Και αν η τάση μεταξύ των εισόδων αλλάξει για να μοιραστείτε χιλιοστοβόλτ, η έξοδος από την αξία του μπορεί να αλλάξει σημαντικά. Επομένως, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε: από την έξοδο op-amp προσπαθεί να επιδιώξει να εξασφαλίσει ότι η διαφορά τάσης μεταξύ των εισόδων ήταν κοντά (στην ιδανική περίπτωση ίσο) με το μηδέν.

Ο δεύτερος κανόνας - η κατανάλωση ρεύματος του λειτουργικού ενισχυτή είναι πολύ μικρό, κυριολεκτικά νανοαμπέρ. Εάν η είσοδος έχει οριστεί σε τρανζίστορ επίδρασης πεδίου, εκτιμάται pA. Μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι οι εισαγωγές δεν καταναλώνουν ρεύμα, δεν έχει σημασία τι χρησιμοποιείται το κύκλωμα λειτουργικού ενισχυτή - αρχή λειτουργίας παραμένει η ίδια.

Αλλά δεν νομίζω ότι OU είναι πραγματικά αλλάζει την τάση εισόδου συνεχώς. Φυσικά, αυτή η άσκηση είναι σχεδόν αδύνατη, δεδομένου ότι θα υπάρχει συμμόρφωση με το δεύτερο κανόνα. Λόγω του λειτουργικού ενισχυτή συνεχής αξιολόγηση όλων των συντελεστών παραγωγής. Με ανατροφοδότηση του κυκλώματος εξωτερικής επικοινωνίας μεταδίδεται με την τάση εισόδου από την έξοδο. Το αποτέλεσμα - ανάμεσα στις εισόδους του τελεστικού ενισχυτή είναι η διαφορά τάσεως του μηδέν.

έννοια σχόλια

Είναι μια κοινή αντίληψη, και χρησιμοποιείται ήδη σε μια ευρεία έννοια σε όλους τους τομείς της τεχνολογίας. Σε κάθε σύστημα ελέγχου έχει ένα βρόχο ανάδρασης που συγκρίνει το σήμα εξόδου και τη ρυθμισμένη τιμή (αναφοράς). Ανάλογα με το τι την τρέχουσα τιμή - υπάρχει μια διόρθωση προς τη σωστή κατεύθυνση. Όπου το σύστημα ελέγχου μπορεί να είναι οτιδήποτε, ακόμη και ένα αυτοκίνητο που κινείται στο δρόμο.

Ο οδηγός πατήσει το φρένο, και η ανατροφοδότηση είναι - η αρχή της επιβράδυνσης. Κατ 'αναλογία με ένα τέτοιο απλό παράδειγμα, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα την ανατροφοδότηση σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Μια αρνητική ανάδραση - το αν κατά το πάτημα του πεντάλ του φρένου επιταχύνει το αυτοκίνητο.

Τα ηλεκτρονικά ανατροφοδότηση είναι η διαδικασία κατά την οποία λαμβάνει χώρα μετάδοση από την έξοδο προς το σήμα εισόδου. Έτσι υπάρχει επίσης εγκατασταθούν με το σήμα εισόδου. Από τη μία πλευρά, δεν είναι πολύ λογική ιδέα, μπορεί στην πραγματικότητα να φαίνεται από το εξωτερικό, τα οποία μειώνουν σημαντικά το κέρδος. Τέτοια σχόλια, από τον τρόπο, οι ιδρυτές έλαβε τα σχόλιά ανάπτυξη ηλεκτρονικών. Αλλά είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια στο επιπτώσεις της στην επιχειρησιακή ενισχυτές - θα εξετάσει την πρακτική των κυκλωμάτων. Και αυτό γίνεται σαφές ότι είναι αλήθεια και ελαφρώς μειώνει το κέρδος, αλλά σας δίνει τη δυνατότητα να βελτιώσει μερικές άλλες επιλογές:

1. Ομαλή η απόκριση συχνότητας (που οδηγεί σε αναγκαίες τους).
2. Επιτρέπει να προβλέψει τη συμπεριφορά του ενισχυτή.
3. Ικανές να εξαλειφθεί η μη-γραμμικότητα και παραμόρφωση του σήματος.

Η πιο ανατροφοδότηση (μιλάμε για το αρνητικό), τόσο μικρότερη επίδραση στην απόδοση του ενισχυτή με ανοιχτό λειτουργικό σύστημα. Αποτέλεσμα - όλες τις παραμέτρους της εξαρτάται μόνο από ποιες ιδιότητες ενός κυκλώματος.

Αξίζει την προσοχή στο γεγονός ότι όλες οι επιχειρησιακές ενισχυτές λειτουργούν σε μια κατάσταση με πολύ βαθύ σχόλια. Ένα κέρδος τάσης (open-loop του) μπορεί να φτάσει ακόμη και αρκετά εκατομμύρια. Ως εκ τούτου, το κύκλωμα ενισχυτή είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής είναι εξαιρετικά απαιτητική σχετικά με τη συμμόρφωση όλων των παραμέτρων της παροχής ισχύος και το επίπεδο του σήματος εισόδου.