O op-amp: o tipo de circuíto, o principio de funcionamento. O circuíto de amplificación do amplificador operacional non inversora. Esquema DC de voltaxe do amplificador amplificador operacional

O artigo considerarase un nivel de circuíto de amplificación é un amplificador operacional, e son exemplos de diferentes modos de funcionamento do presente dispositivo. Ata a data, ningún da unidade de control non pode facer sen o uso de amplificadores operacionais. Esta é unha ferramenta versátil que lle permiten realizar varias funcións co sinal. Sobre como funciona eo que exactamente fai que sexa posible facer este dispositivo, e aprender sobre.

amplificador inversor

Condución inversora do amplificador op-amp é moi sinxelo, podes ver na imaxe. En esencia é un amplificador operacional (conexión do tipo que considerada neste prezo). Ademais, aquí:

1. A resistencia R1 é unha caída de tensión presente no valor que é o mesmo que o de entrada.
2. No resistor R2 tamén ten unha caída de tensión - é a mesma que a saída.

Neste caso, a relación de tensión de saída do valor da resistencia R2 se atopa na entrada con respecto a R1, pero para atrás en sinal. Sabendo que os valores de tensión e de resistencia pode ser calculado a ganancia. Para iso, dividir a tensión de saída para a tensión de entrada. Neste amplificador operacional (o circuíto de conmutación que pode ter calquera) poden ter o mesmo ganancia independentemente do tipo.

traballo comentarios

o producto do traballo - agora un punto crucial que ten que entender máis detalladamente. Supoñamos que, na entrada, hai unha certa tensión. Para simplicidade, os cálculos terá o valor de 1 V. Supoñamos tamén que R1 = 10K, R2 = 100 ohms.

Agora, supoñamos que hai algunha situación imprevista, por mor de que a tensión de fase de saída foi definido para 0 V. Logo hai un estándar interesante - dúas resistencias comezan a traballar en parellas, en conxunto, crean a partir dun divisor de tensión. Na saída da fase de inversión é mantida a 0,91 V. Isto permite que o sistema operativo para corrixir entradas de desadaptação, ea redución da tensión de saída ocorre. Polo tanto, un diagrama moi sinxelo de amplificadores operacionais, un amplificador de sinal que realiza a función do sensor, por exemplo.

E esa mudanza seguirá aos propios poros, mentres se define por valor de saída é estable en 10 V. Foi neste momento nas entradas dos potenciais amplificadores operacionais son iguais. E eles serán o mesmo que o potencial de terra. Por outra banda, a tensión de saída do dispositivo continuará a diminuír, e será menos que -10 V co potencial de entrada pasa a ser menor que a do solo. Consecuencia - a tensión de saída comeza a aumentar.

En tal réxime ten unha desvantaxe - a impedancia de entrada é moi pequena, sobre todo en amplificadores cun alto valor do aumento de tensión, o circuíto pechado de realimentación é pechada. Un proxecto, discutido a continuación, privado de todas estas deficiencias.

O amplificador non inversora

A figura mostra un diagrama dun amplificador non inversora dun amplificador operacional. Tras analiza-lo, podemos sacar varias conclusións:

1. valor de tensión UA igual á entrada.
2. Con divisor de tensión fóra da UC, que é a razón da tensión de saída de traballo para a suma de R1 e resistencias R1 e R2.
3. No caso de que o valor de UC é igual á tensión de entrada, a ganancia é a razón da tensión de saída para a entrada (ou pode ser en relación ás resistencias R2 e R1 engadir unidade).

Esta estrutura é chamado o amplificador non inversora, que ten unha impedancia de entrada practicamente infinito. Por exemplo, para os amplificadores operacionais 411 serie do seu valor - 1012, polo menos. E para os amplificadores operacionais usando transistor bipolar semicondutor, xeralmente en exceso de 108 ohms. E aquí é o impedancia da fervenza de saída, así como no esquema discutido anteriormente é moi pequeno - de accións ohms. E iso debe ser tido en conta cando o cálculo se realiza circuítos con amplificadores operacionais.

amplificador Esquema AC

Ambos os esquemas discutidos no artigo anteriormente executado en corrente continua. Pero se a calidade da comunicación da fonte de sinal de entrada eo amplificador serve corrente alterna que pode fornecer terreo para a cadea na entrada. E ten que prestar atención ao feito de que o valor actual é moi pequeno en tamaño.

No caso de que non hai sinais necesarios a AC fortalecemento para reducir a ganancia de sinal de unidade DC. Isto é especialmente certo nos casos en que a ganancia de tensión é moi grande. A través diso, é posible reducir significativamente a influencia da tensión de corte, que é dada ao dispositivo de entrada.

Un segundo exemplo dun circuíto para un funcionamento cunha tensión alterna

Neste esquema, a -3 dB se pode ver 17 Hz de frecuencia de liña. Despréndese a impedancia do capacitor de dous quilos. Polo tanto, o capacitor debe ser grande abondo.

Para construír o poder AC, ten que usar unha circuítos do tipo non-inversora con amplificadores operacionais. E debe ter un aumento de tensión grande abondo. Pero aquí está o capacitor pode ser moi grande, polo que é mellor deixar de usalo. É certo que é necesario escoller a tensión de cisallamento dereito, equiparando a ao valor cero. E é posible utilizar un divisor en forma de T e aumentar os valores da resistencia de ambas as resistencias do circuíto.

Cal esquema é preferible usar

A maioría dos desenvolvedores dar a súa preferencia para os amplificadores non inversora, como eles teñen unha moi alta impedancia de entrada. E esquemas de neglixencia tipo inversora. Pero, finalmente, hai unha enorme vantaxe - non é o máis esixente do amplificador operacional, que é o seu "corazón".

Ademais, as características, en realidade, é moito mellor. E coa axuda dunha terra imaxinaria pode combinar todos os sinais facilmente, e eles non van ter un ao outro algunha influencia. Pode ser usado en estruturas eo circuíto amplificador DC por un amplificador operacional. Todo depende das súas necesidades.

E, máis recentemente - no caso de todo o esquema, discutido aquí, está ligada a unha saída estable doutro amplificador operacional. Neste caso, a impedancia de entrada non é importante - polo menos 1 kW, mesmo 10, aínda infinito. Neste caso, a primeira fase serve sempre o seu propósito en relación ao próximo.

repetidor de conducción

amplificador operacional seguidor alimentado semellante ao emisor construído no transistor bipolar. E executa funcións similares. De feito, é un amplificador non inversora, o cal na primeira resistor é infinitamente grande, eo segundo é cero. Neste caso, a ganancia é a unidade.

Existen tipos especiais de amplificadores operacionais que se usan na técnica só para o circuíto repetidor. Teñen un rendemento moito mellor - normalmente unha alta velocidade. Como un exemplo, como o OPA633 amplificadores operacionais, LM310, TL068. O último ten un corpo como un transistor, así como tres conclusións. Moitas veces, estes amplificadores son referidos simplemente como buffers. O feito de teren propiedades de illamento (moi alto impedancia de entrada e de saída moi baixa). Sobre construída sobre este principio, e circuíto de amplificador de corrente é un amplificador operacional.

modo activo

En realidade, é de tal modo no que as saídas e entradas do amplificador operacional non sexa resaltado. Se o circuíto de entrada ofrece un gran sinal na saída só comeza a cortar o nivel do colector ou a tensión de emisor. Pero cando a tensión de saída é fixada ao nivel do corte - a tensión entradas OC non cambia. Nesa escala non pode ser maior que a tensión da fase amplificador de alimentación.

A maioría dos circuítos de amplificadores operacionais é calculada de tal forma que a magnitude é menor que a tensión de alimentación é 2 V. Con todo, todo depende do que se usa amplificador operacional circuíto concreto amplificador. O mesmo hai unha limitación sobre a sustentabilidade da fonte de corrente na base do amplificador operacional.

Supoñamos que existen na carga flotante fonte algunha caída de tensión. Se a cadea é o sentido de marcha normal, pódese atopar estraño á primeira carga. Por exemplo, varias baterías perepolyusovannyh. Este proxecto se pode usar para obter unha carga de corrente continua.

algunhas precaucións

amplificador operacional de tensión simple amplificador (circuíto pode ser elixido calquera) se pode facer literalmente "sobre o xeonllo". Pero cómpre ter en conta algunhas características especiais. Asegúrese de asegurarse de que o circuíto de realimentación negativa. Tamén di que é inaceptable para confundir non inversora e invertendo entradas do amplificador. Ademais, debe haber cadea avaliación para DC. Se non, o amp op comezará a moverse rapidamente en modo de saturación.

A maior parte da voltaxe de entrada diferencial do amplificador operacional é moi pequeno en termos de valor. A diferenza entre a máxima non inversión e entradas de inversión pode ser restrinxido a un valor de 5 V, en calquera conectar a fonte de alimentación. Se negligenciarmos este prazo, será na entrada dunha vez grandes valores de correntes que van levar ao feito de que todas as características do circuíto pode deteriorar-se.

A peor cousa neste - a destrución física do amplificador operacional. Como resultado, el deixa de funcionar circuíto amplificador de op amp completamente.

Ter presente

E, por suposto, necesitamos falar sobre as normas que deben ser seguidas para garantir unha operación estable e de longa duración do amplificador operacional.

O máis importante - DU ten unha ganancia moi alta tensión. E se a tensión entre as entradas optar compartir milivolts, a saída do seu valor pode cambiar significativamente. Por iso, é importante saber: a partir da saída op-amp está intentando buscar garantir que a diferenza de tensión entre as entradas estaba preto (preferentemente igual) a cero.

A segunda regra - o consumo de corrente do amplificador operacional é moi pequena, literalmente nanoamperes. A entrada está definido para transistores de efecto de campo, estima-se pa. Pódese concluír que as entradas non consomen corrente, non importa o que se usa circuíto amplificador operacional - principio de funcionamento segue sendo o mesmo.

Pero non pense que ou é realmente cambia constantemente de tensión de entrada. Fisicamente, o exercicio é case imposible, xa que habería conformidade coa segunda regra. Debido á avaliación operativo amplificador vai de todas as entradas. Con realimentación do circuíto de comunicación externa se transmite a tensión de entrada desde a saída. O resultado - entre as entradas do amplificador operacional é a diferenza de tensión igual a cero.

concepto de producto

É unha noción común, e xa está a ser usado nun sentido amplo en todos os campos da tecnoloxía. En calquera sistema de control ten un circuíto de realimentación que compara o sinal de saída eo valor está definido (de referencia). Dependendo do que o valor actual - non é unha corrección na dirección correcta. En que o sistema de control pode ser calquera cousa, incluso un coche que viaxa na estrada.

O condutor preme o freo, eo producto é - o inicio da desaceleración. Por analoxía cun exemplo tan sinxelo podemos entender mellor o producto en circuítos electrónicos. Un feedback negativo - se cando se preme o pedal do freo o coche acelera.

A electrónica de realimentación é o proceso durante o cal a transmisión se produce a partir da saída para o sinal de entrada. Así, existe tamén establecer-se no sinal de entrada. Por unha banda, non é idea moi sensata, pode de feito dictame do lado de fóra, o que reduce considerablemente a ganancia. Tales comentarios, a propósito, os fundadores recibido en retorno desenvolvemento electrónica. Pero é necesario comprender con máis detalle no seu impacto sobre amplificadores operacionais - considerar circuítos prácticos. E tórnase claro que é certo e lixeiramente reduce a ganancia, pero permítelle mellorar algunhas outras opcións:

1. Alise a resposta de frecuencia (levando á súa necesario).
2. Permite establecer o comportamento do amplificador.
3. Capaz de eliminar a non-linearidade e sinal de distorsión.

O máis feedback (estamos a falar do negativo), menos influencia sobre o rendemento do amplificador con un sistema operativo aberto. Resultado - todos os seus parámetros dependen só que propiedades dun circuíto.

Paga a pena pagar a atención sobre o feito de que todos os amplificadores operacionais operando nun modo cun producto moi profundo. Unha ganancia de tensión (a súa apertura de malla) pode chegar ata varios millóns. Polo tanto, o circuíto de amplificador é un amplificador operacional é moi esixente sobre a conformidade de todos os parámetros de subministración de enerxía eo nivel de sinal de entrada.