Ang op-amp: ang circuit type, ang operating prinsipyo. Ang amplifier circuit sa non-inverting pagpapatakbo amplifier. Scheme dc boltahe amplifier pagpapatakbo amplifier

Ang artikulong ito ay isasaalang-alang ng isang standard na amplifier circuit ay isang operational amplifier, at ang mga halimbawa ng iba't ibang mga mode ng operasyon ng mga aparatong ito. Upang petsa, wala sa mga yunit ng control ay hindi maaaring gawin nang walang ang paggamit ng mga pagpapatakbo amplifiers. Ito ay isang tunay maraming nalalaman kasangkapan na magpapahintulot sa inyo na magsagawa ng iba't-ibang mga pag-andar na may signal. Tungkol sa kung paano ito gumagana at kung ano ang eksaktong ay ginagawang posible upang gumawa ng device na ito sa iyo at matuto nang higit pa.

inverting amplifier

Pagmamaneho inverting amplifier op-amp ay simple sapat, maaari mong makita ang mga ito sa larawan. Sa core nito ay isang operational amplifier (connection type ito ang tatalakayin sa artikulong ito). Sa karagdagan, dito:

1. Ang risistor R1 isang boltahe drop ay naroroon sa halaga nito ay kapareho ng pag-input.
2. Sa risistor R2 ay mayroon ding boltahe drop - ito ay ang parehong bilang ang output.

Sa kasong ito ang output boltahe ratio ng halaga ng paglaban R2 ay ang input na may paggalang sa R1, ngunit bumalik sa sign. Pag-alam ang boltahe at paglaban halaga ay maaaring kalkulahin pakinabang. Upang gawin ito, hatiin ang output boltahe sa input boltahe. Sa ganitong operational amplifier (lumilipat circuit na ito ay maaaring magkaroon ng anumang) ay maaaring magkaroon ng parehong pakinabang nang walang kinalaman sa uri.

feedback Trabaho

trabaho feedback - ngayon isa mahalaga point ang kailangan mo upang maunawaan nang mas detalyado. Ipagpalagay na, sa pasukan doon ay isang tiyak na pag-igting. Para maging simple, ang mga kalkulasyon ay magdadala sa ang halaga ng 1 V. Ipagpalagay din na R1 = 10K, R2 = 100 ohms.

Ngayon ipagpalagay na mayroong ilang mga hindi inaasahan sitwasyon, dahil sa kung saan ang output stage boltahe ay naitakda sa 0 V. Susunod, mayroong isang kagiliw-giliw na pattern - dalawang resistances simulan upang gumana sa mga pares, magkasama silang lumikha ng mula sa isang boltahe divider. Sa output ng inverting stage ay pinananatili sa 0.91 V. Ito ay nagpapahintulot sa ang OS upang ayusin ang hindi pagtutugma input, at ang output boltahe pagbabawas nangyayari. Samakatuwid, isang napaka-simpleng disenyo diagram ng pagpapatakbo amplifiers, isang signal amplifier na napagtanto ang pag-andar ng sensor, halimbawa.

At ang pagbabagong ito ay patuloy na ang napaka pores, hangga't ay naka-set sa halaga ng output ay matatag sa 10 V. Ito ay sa panahon na ito sa inputs ng pagpapatakbo amplifier potensyal nito ay magkakasukat. At sila ay magiging katulad ng mga potensyal na lupa. Sa kabilang dako, kung ang output boltahe ng aparato ay patuloy na bumaba, at ito ay magiging mas mababa kaysa sa -10 V sa mga potensyal na pag-input ay magiging mas mababa kaysa sa lupa. Bilang kinahinatnan - ang output boltahe ay nagsisimula na tumaas.

Sa ganitong pamamaraan ay may dehado - ang input impedance ay napakaliit, lalo na sa amplifiers na may isang mataas na halaga ng boltahe makakuha, kung ang feedback loop ay sarado. Ang isang disenyo, tinalakay susunod, deprived ng lahat ng mga pagkukulang.

Ang non-inverting amplifier

Ipinapakita ng pigura ang isang diagram ng isang non-inverting amplifier ay isang operational amplifier. Pagkatapos ng pagsusuri na ito, maaari naming gumuhit ng ilang mga konklusyon:

1. UA halaga boltahe katumbas ng pag-input.
2. Sa divider off ang boltahe UA, na kung saan ay ang ratio ng work output boltahe sa kabuuan ng R1 at R1 at R2 resistances.
3. Sa kaso kung saan ang halaga ng UA ay katumbas ng input boltahe, ang makakuha ay ang ratio ng output boltahe sa input (o maaaring may kaugnayan sa resistances R2 at R1 si unit).

Ang istrakturang ito ay tinatawag na non-inverting amplifier, ito ay may halos walang katapusan na pag-input impedance. Halimbawa, upang operational amplifiers 411 series ng ang halaga nito - 1012, hindi bababa sa. At para sa operational amplifiers gamit bipolar semiconductor transistor, karaniwan ay na labis sa 108 ohms. At dito ay ang output impedance ng kaskad, pati na rin sa dati tinalakay scheme ay napakaliit - ibahagi ohms. At kailangan nito upang madala sa account kapag pagkalkula ay ginanap circuits na may operational amplifiers.

Scheme AC amplifier

Ang parehong mga scheme ng tinalakay sa artikulong dati nang tumakbo sa direktang kasalukuyang. Ngunit kung ang isang komunikasyon na kalidad ng source input signal at ang amplifier ay nagsisilbi alternating kasalukuyang na magbibigay ng lupa para sa kasalukuyang sa input. At kailangan mong magbayad ng pansin sa ang katunayan na ang kasalukuyang halaga ay labis na maliit ang laki.

Sa kaso kung saan doon ay isang pagpapatibay AC signal kinakailangan upang mabawasan ang makakuha sa pagkakaisa DC signal. Ito ay lalong totoo sa mga kaso kung saan ang boltahe makakuha ay napakalaki. Sa pamamagitan na ito ito ay posible upang makabuluhang bawasan ang impluwensiya ng shear stress, na kung saan ay ibinibigay sa mga device ng input.

Ang ikalawang halimbawa ng isang circuit para sa operasyon na may isang alternating boltahe

Sa ganitong pamamaraan, sa -3 DB ay makikita line dalas 17Hz. Lumalabas mula sa impedance ng kapasitor sa dalawang kilo. Samakatuwid, ang kapasitor ay dapat na malaki sapat.

Upang bumuo ng ang AC kapangyarihan, dapat kang gumamit ng mga di-inverting i-type ang mga circuits na may operational amplifiers. At siya ay dapat magkaroon ng isang malaking sapat na boltahe pakinabang. Ngunit narito ang kapasitor ay maaaring maging masyadong malaki, kaya ito ay pinakamahusay upang ihinto ang paggamit nito. Totoo, ito ay kinakailangan upang piliin ang tamang shear stress, equating ito sa zero na halaga. At ito ay posible na gumamit ng isang T-hugis divider at dagdagan ang mga halaga ng paglaban ng parehong resistors sa circuit.

Aling scheme ay higit na mabuti upang gamitin

Karamihan sa mga developer bigyan ang kanilang mga kagustuhan sa non-inverting amplifier, bilang mayroon silang isang mataas na impedance sa input. At pagpapabaya schemes inverting uri. Ngunit sa wakas doon ay isang malaking kalamangan - ito ay hindi ang pinaka-hinihingi ng pagpapatakbo amplifier, na kung saan ay ang kanyang "puso".

Sa karagdagan, ang mga katangian, sa katunayan, siya ay mas mas mahusay. At sa tulong ng isang haka-haka ground maaaring ipagsama ang lahat ng mga signal madali, at sila ay hindi magkakaroon ng bawat isa ng ilang impluwensiya. Maaari itong magamit sa mga istraktura at ang DC amplifier circuit para sa isang operational amplifier. Lahat ng ito ay depende sa iyong mga pangangailangan.

At pinaka-kamakailan-lamang - sa kasong ang buong scheme, tinalakay dito, ay konektado sa isang matatag na output ng iba pang operational amplifier. Sa kasong ito, ang impedance ng input ay hindi mahalaga - hindi bababa sa 1 kW, kahit na 10, bagaman infinity. Sa kasong ito, sa unang yugto palaging pinagsisilbihan nito layunin na may kaugnayan sa susunod.

pagmamaneho repeater

Pinapagana tagasunod pagpapatakbo amplifier katulad ng emitter na binuo sa bipolar transistor. At gumaganap ng katulad na pag-andar. Sa katunayan, ito ay isang non-inverting amplifier, na kung saan sa unang risistor ay walang hanggan malaki, at ang pangalawa ay zero. Sa kasong ito ay ang makakuha ng pagkakaisa.

May mga espesyal na uri ng pagpapatakbo amplifiers na ginamit sa diskarteng ito lamang para sa mga repeater circuitry. Ang mga ito ay magkano ang mas mahusay na pagganap - karaniwan ay isang mataas na bilis. Bilang halimbawa, gaya ng pagpapatakbo amplifiers OPA633, LM310, TL068. Ang huli ay may isang katawan tulad ng isang transistor, pati na rin ang tatlong konklusyon. Kadalasan, ang mga amplifiers ay tinutukoy lamang ng buffers. Ang katotohanan na sila ay may mga ari-arian insulator (mataas na input impedance at napakababang output). Tungkol binuo sa prinsipyo na ito, at kasalukuyang amplifier circuit ay isang operational amplifier.

Active mode

Sa katunayan, ito ay tulad ng isang mode kung saan ang output at input ng pagpapatakbo amplifier ay hindi overloaded. Kung ang input circuit supplies ng isang napakalaking signal sa output lamang ito ay nagsisimula upang i-cut ang antas ng mga kolektor o ang emitter boltahe. Ngunit kapag ang output boltahe ay naayos na sa antas ng cut - ang input OC boltahe ay hindi magbago. Sa sukatang ito ay hindi maaaring maging mas malaki kaysa sa supply ng boltahe ng amplifier stage.

Karamihan sa mga circuits para sa operational amplifiers ay kinakalkula sa tulad na ang magnitude ay mas mababa sa ang supply boltahe ay 2 V. Gayunpaman, ang lahat ng ito ay depende sa kung ano ang ginamit na sadyang amplifier circuit operational amplifier. Ang parehong may isang limitasyon sa sustainability ng kasalukuyang source sa batayan ng pagpapatakbo amplifier.

Ipalagay na may mga sa source nakalutang load ng ilang boltahe drop. Kung ang kasalukuyang ay ang normal na direksyon ng paglalakbay, maaaring matagpuan kakaiba sa unang pag-load. Halimbawa, ang ilang mga perepolyusovannyh baterya. disenyo na ito ay maaaring gamitin upang makakuha ng isang direktang kasalukuyang bayad.

ang ilang mga pag-iingat

Simple amplifier boltahe operational amplifier (circuit ay maaaring napili) ay maaaring gawin literal "sa kanyang tuhod." Ngunit kailangan nito upang isaalang-alang ang ilang mga espesyal na tampok. Maging sigurado na tiyakin na ang feedback circuit sa negatibo. Ito rin ay nagsasabi na ito ay hindi katanggap-tanggap upang lituhin ang non-inverting at inverting input ng amplifier. Bilang karagdagan, dapat na mayroong feedback chain para sa DC. Kung hindi, ang op amp ay magsisimula upang ilipat mabilis sa saturation mode.

Karamihan sa mga pagpapatakbo amplifier input kaugalian boltahe ay masyadong maliit sa halaga. Ang maximum na pagkakaiba sa pagitan ng noninverting at inverting input ay maaaring limitado sa ang halaga ng 5 V sa anumang pagkonekta sa kapangyarihan source. Kung pababayaan natin ang term na ito, ay sa entrance ng isang halip malaking halaga ng mga alon na humantong sa ang katunayan na ang lahat ng mga katangian ng ang circuit ay lumala.

Ang pinakamasama bagay na ito - ang pisikal na pagkasira ng pagpapatakbo amplifier. Bilang isang resulta, ito hihinto nagtatrabaho amplifier circuit op amp ganap.

Tandaan

At, siyempre, kailangan naming makipag-usap tungkol sa mga panuntunan na dapat na sinundan upang masiguro ang isang matatag at pang-walang pagkupas operasyon ng pagpapatakbo amplifier.

Pinakamahalaga - DU ay may isang napaka-mataas na boltahe pakinabang. At kung ang boltahe sa pagitan ng mga input baguhin upang ibahagi millivolts, ang output ng ang halaga nito ay maaaring magbago nang malaki-laki. Ito ay kaya mahalaga na malaman: mula sa op-amp output ay sinusubukan na humingi upang matiyak na ang boltahe pagkakaiba sa pagitan ng mga input ay malapit (sa isip pantay-pantay) sa zero.

Ang ikalawang panuntunan - ang kasalukuyang consumption ng pagpapatakbo amplifier ay napakaliit, literal nanoamps. Kung ang input ay nakatakda sa field-effect transistors, ito ay tinatayang pA. Ito ay maaaring concluded na ang input ay hindi kumonsumo ng kasalukuyang, kahit na ano ay ginagamit sa pagpapatakbo amplifier circuit - prinsipyo ng operasyon ay nananatiling pareho.

Ngunit huwag isipin na OU ay talagang patuloy na nagbabago ng input boltahe. Pisikal, pagsasanay na ito ay halos imposible, dahil doon ay magiging pagsunod sa pangalawang panuntunan. Dahil sa pagpapatakbo amplifier pagpunta pagtatasa ng lahat ng inputs. Sa pamamagitan ng feedback ng mga panlabas na komunikasyon circuit ay naililipat sa mga input boltahe mula sa output. Ang resulta - sa pagitan ng mga input ng pagpapatakbo amplifier ay ang boltahe pagkakaiba ng zero.

feedback konsepto

Ito ay isang pangkaraniwang paniwala, at ito ay ginagamit na sa isang malawak na kahulugan sa lahat ng mga larangan ng teknolohiya. Sa anumang sistema control ay may feedback loop na naghahambing sa mga output signal at ang hanay ng halaga (reference). Depende sa kung ano ang kasalukuyang halaga - doon ay isang pagwawasto sa tamang direksyon. Na pinagkakalooban ng control system ay maaaring maging anumang bagay, kahit na isang kotse na paglalakbay sa kalsada.

driver presses sa preno, at ang feedback ay - sa simula ng pagbabawas ng bilis. Sa pamamagitan ng pagkakatulad na may tulad na isang simpleng halimbawa, maaari naming mas mahusay na maunawaan ang feedback sa electronic circuits. Ang isang negatibong feedback - ito kung kapag pagpindot sa pedal ng preno ang kotse accelerates.

Ang feedback electronics ay ang proseso kung saan pagkahawa ay mula sa output sa input signal. Kaya mayroon ding manirahan sa input signal. Sa isang banda, ito ay hindi masyadong makatwirang ideya, maaaring ito sa katunayan ay tila mula sa labas, na lubos na mabawasan ang mga pakinabang. Ang ganitong mga review, sa pamamagitan ng ang paraan, ang mga nagtayo natanggap sa electronics unlad feedback. Ngunit ito ay kinakailangan upang maunawaan nang mas detalyado sa epekto nito sa pagpapatakbo amplifiers - isaalang-alang ang mga praktikal na circuits. At ito ay nagiging malinaw na ang mga ito ay totoo at bahagyang binabawasan ang pakinabang, ngunit nagbibigay-daan sa iyo upang mapabuti ang ilang mga iba pang mga pagpipilian:

1. Pakinisin ang frequency response (na humahantong sa kanilang kinakailangan).
2. Pinapayagan nito upang mahulaan ang pag-uugali ng amplifier.
3. Na may kakayahang upang puksain ang mga di-linearity at signal pagbaluktot.

Ang mas maraming feedback (kami ay pakikipag-usap tungkol sa mga negatibong), mas mababa ang impluwensiya sa pagganap amplifier na may isang bukas na OS. Ang resulta - lahat ng mga parameter nito ay nakasalalay lamang sa kung ano mga katangian ng isang circuit.

Ito ay nagkakahalaga ng nagbabayad ng pansin sa ang katunayan na ang lahat ng operational amplifiers operating sa isang mode na may isang napaka-malalim na feedback. Ang isang boltahe pera (ang open-loop) ay maaaring maabot ang kahit ilang milyon. Samakatuwid, ang amplifier circuit ay isang operational amplifier ay lubhang demanding sa pagsunod ng lahat ng mga parameter ng kapangyarihan supply at ang antas ng pag-input signal.