AO: tipul de circuit, principiul de funcționare. Circuitul amplificator la amplificator operațional non-răsturnare. amplificator de tensiune Schema dc amplificator operațional

Articolul va fi considerat un standard de circuit amplificator este un amplificator operațional și sunt exemple de moduri diferite de funcționare a acestui dispozitiv. Până în prezent, nici unul dintre unitatea de control nu se poate face fără utilizarea de amplificatoare operaționale. Acesta este un instrumente cu adevărat versatil, care vă permit să efectuați diverse funcții cu semnalul. Despre cum funcționează și ce anume face posibil pentru a face acest aparat, și să învețe pe.

amplificator inversor

Conducerea răsturnând amplificator op-AMP este destul de simplu, îl puteți vedea în imagine. Acesta are la bază un amplificator operațional (conexiune de tip a considerat în acest articol). În plus, aici:

1. Rezistorul R1 o cădere de tensiune este prezentă pe valoarea este aceeași ca intrare.
2. În rezistor R2 are , de asemenea , o cădere de tensiune - este aceeași ca ieșire.

În acest caz, raportul dintre tensiunea de ieșire valoarea rezistenței R2 este la intrare în ceea ce privește R1, dar din nou în semn. Cunoscând valorile tensiunii și rezistenței poate fi calculată câștig. Pentru a face acest lucru, împărțiți tensiunea de ieșire la tensiunea de intrare. În acest amplificator operațional (comutare de circuit poate avea orice) poate avea același câștig , indiferent de tip.

Locuri de munca de feedback

feedback-ul de locuri de muncă - acum un punct crucial care aveți nevoie pentru a înțelege mai în detaliu. Să presupunem că, la intrare există o anumită tensiune. Pentru simplificare, calculele vor lua valoarea 1 V. Să presupunem de asemenea că R1 = 10K, R2 = 100 ohmi.

Acum, să presupunem că există o situație neprevăzută, din cauza care tensiunea de ieșire etapă a fost setată la 0 V. În continuare, există un model interesant - două rezistențe începe să lucreze în perechi, împreună creează dintr-un divizor de tensiune. La ieșirea din etapa inversoare este menținută la 0.91 V. Acest lucru permite sistemului de operare pentru a fixa intrările nepotrivire, precum și reducerea tensiunii de ieșire se produce. Prin urmare, o diagramă design foarte simplu de amplificatoare operaționale, un amplificator de semnal care realizează funcția senzorului, de exemplu.

Și această schimbare va continua să chiar porii, atâta timp cât este setat pe valoarea de ieșire este stabilă la 10 V. Acesta a fost în acest moment, la intrările potențialul amplificator operațional sunt egale. Și ei vor fi la fel ca și potențialul de la sol. Pe de altă parte, în cazul în care tensiunea de ieșire a dispozitivului va continua să scadă, și va fi mai mică de -10 V, la potențialul de intrare devine mai mică decât cea de la sol. Consecință - tensiunea de ieșire începe să crească.

Într-un astfel de sistem are un dezavantaj - impedanța de intrare este foarte mică, în special în amplificatoare cu o valoare ridicată de câștig de tensiune, în cazul în care bucla de feedback este închisă. Un design, discutate in continuare, lipsit de toate aceste neajunsuri.

Amplificatorul non-inversor

Figura prezintă o diagramă a unui amplificator non-inversoare este un amplificator operațional. După analiza aceasta, putem trage câteva concluzii:

1. valoarea tensiunii UA egală cu intrare.
2. Cu divizorul off tensiune UA, care este raportul dintre tensiunea de ieșire de lucru la suma R1 și rezistențe R1 și R2.
3. În cazul în care valoarea UA este egală cu tensiunea de intrare, câștigul este raportul dintre tensiunea de ieșire la intrare (sau poate fi în raport cu rezistențele R2 și R1 adăugați unitate).

Această structură se numește amplificator neinversor, are o impedanță de intrare practic infinit. De exemplu, pentru amplificatoare operaționale 411 serie de valoarea sa - 1012, cel puțin. Și pentru amplificatoare operaționale folosind tranzistor bipolar semiconductor, de obicei, în plus față de 108 ohmi. Și aici este impedanța de ieșire a cascadei, precum și în sistemul discutat anterior este foarte mică - ohmi share. Și aceasta trebuie să fie luate în considerare la calculul se face circuite cu amplificatoare operaționale.

Schema amplificator de curent alternativ

Ambele scheme discutate în articolul anterior rula pe curent continuu . Dar dacă o calitate de comunicare a sursei de semnal de intrare , iar amplificatorul servește curent alternativ , care va asigura la sol pentru curentul de la intrare. Și trebuie să acorde atenție faptului că valoarea actuală este extrem de mic în dimensiuni.

În cazul în care există un curent alternativ consolidarea semnale necesare pentru a reduce câștigul la unitatea de semnal DC. Acest lucru este valabil mai ales în cazurile în care câștigul de tensiune este foarte mare. Prin aceasta este posibil să se reducă în mod semnificativ influența stresului de forfecare, care este dat la dispozitivul de intrare.

Un al doilea exemplu de circuit pentru funcționarea cu o tensiune alternativă

În această schemă, la -3 dB poate fi văzut 17Hz frecvență linie. Se pare din impedanța condensatorului de la două kilograme. Prin urmare, condensatorul trebuie să fie suficient de mare.

Pentru a construi puterea de curent alternativ, ar trebui să utilizați un circuit de tip non-inversoare cu amplificatoare operaționale. Și el trebuie să aibă o suficient de mare câștig de tensiune. Dar aici e condensator poate fi prea mare, asa ca cel mai bine este de a opri utilizarea acestuia. Adevărat, este necesar să se aleagă tensiunea de forfecare dreapta, echivalând-l la valoarea zero. Și este posibil să se utilizeze un separator în formă de T și de a crește valorile de rezistență ale ambelor rezistențe în circuit.

Care sistem este preferabil să se utilizeze

Majoritatea dezvoltatorilor dau preferința lor pentru amplificatoarele ne-inversoare, deoarece acestea au o impedanță foarte mare la intrare. Și scheme de neglijare de tip inversor. Dar, în cele din urmă există un avantaj imens - nu este cel mai dificil de amplificator operațional, care este de „inima“.

În plus, caracteristicile, de fapt, el este mult mai bine. Și cu ajutorul unui motiv imaginar poate combina toate semnalele cu ușurință, iar ei nu vor avea reciproc o oarecare influență. Acesta poate fi utilizat în structurile și circuitul amplificator de curent continuu pentru un amplificator operațional. Totul depinde de nevoile dumneavoastra.

Și cel mai recent - în cazul în care întreaga schemă, discutat aici, este conectat la o ieșire stabilă a celuilalt amplificator operațional. În acest caz, impedanța de intrare nu este important - cel puțin 1 kW, chiar și 10, deși infinit. În acest caz, prima etapă servește întotdeauna scopul său în raport cu alta.

repetor de conducere

amplificator operațional adept alimentat similar cu emițător construit pe tranzistor bipolar. Și îndeplinește funcții similare. De fapt, acesta este un amplificator non-inversoare, care la primul rezistor este infinit de mare, iar al doilea este zero. În acest caz, câștigul este unitatea.

Există tipuri speciale de amplificatoare operaționale, care sunt utilizate în tehnica numai pentru circuitele repetor. Ei au mult mai bune performanțe - de obicei, o viteză mare. Ca un exemplu, cum ar fi amplificatoarele operaționale OPA633, LM310, TL068. Acesta din urmă are un corp ca un tranzistor, precum și trei concluzii. Foarte adesea, aceste amplificatoare sunt denumite simplu ca tampoane. Faptul că ei au proprietăți izolatoare (impedanță foarte mare de intrare și de ieșire foarte scăzută). Despre construit pe acest principiu, și circuitul amplificator de curent este un amplificator operațional.

modul activ

De fapt, este un astfel de mod în care ieșirile și intrările amplificatorului operațional nu este supraîncărcat. În cazul în care circuitul de intrare furnizează un semnal foarte mare la ieșire începe să taie doar nivelul colectorului sau tensiunea emițător. Dar când tensiunea de ieșire este fixată la nivelul tăiat - tensiunea de intrare OC nu se schimba. La această scară nu poate fi mai mare decât tensiunea de alimentare a etapei amplificator.

Cele mai multe circuite pentru amplificatoare operaționale este calculată astfel încât magnitudinea este mai mică decât tensiunea de alimentare este de 2 V. Cu toate acestea, totul depinde de ceea ce este utilizat în mod specific amplificator operațional de circuit amplificator. Același lucru există o limitare privind durabilitatea sursei de curent pe baza amplificatorului operațional.

Să presupunem că există în sarcina plutitoare sursa de o anumită cădere de tensiune. În cazul în care curentul este direcția normală de deplasare, poate fi găsit ciudat la prima sarcină. De exemplu, mai multe baterii perepolyusovannyh. Acest design poate fi folosit pentru a obține o taxa de curent continuu.

unele măsuri de precauție

amplificator operațional amplificator de tensiune simplă (circuitul poate fi ales orice), se poate face literalmente „pe genunchi.“ Dar aceasta trebuie să se ia în considerare unele caracteristici speciale. Asigurați-vă că pentru a vă asigura că circuitul de feedback negativ. De asemenea, se spune că este inacceptabil să confunde ne-inversoare și intrările inversoare amplificator. În plus, trebuie să existe lanț de feedback pentru DC. În caz contrar, amperi op va începe să se deplaseze rapid în modul de saturație.

Cele mai multe dintre operaționale intrare amplificator de tensiune diferențială este foarte mică în valoare. Diferența maximă dintre neinversor și intrările inversoare poate fi limitată la o valoare de 5 V la orice conectarea sursei de alimentare. Dacă vom neglija acest termen, va fi la intrarea într-o valori destul de mari de curenți care vor conduce la faptul că toate caracteristicile circuitului se va deteriora.

Cel mai rau lucru in aceasta - distrugerea fizică a amplificatorului operațional. Ca rezultat, se oprește de lucru circuit amplificator op amperi complet.

Rețineți

Și, desigur, trebuie să vorbim despre regulile care trebuie urmate pentru a asigura o funcționare stabilă și de lungă durată a amplificatorului operațional.

Cel mai important - DU are un câștig foarte mare tensiune. Și dacă tensiunea dintre intrările schimba pentru a partaja milivolți, producția de valoarea ei se poate schimba în mod semnificativ. Prin urmare, este important să se știe: de ieșire op-AMP este încercarea de a căuta să se asigure că diferența de tensiune dintre intrări a fost aproape (în mod ideal egal) la zero.

A doua regulă - consumul de curent al amplificatorului operațional este foarte mic, nanoamps literalmente. În cazul în care intrarea este setat pe tranzistori cu efect de câmp, se estimează pA. Se poate concluziona că intrările nu consumă curent, indiferent de ce se utilizează circuit amplificator operațional - principiul de funcționare rămâne aceeași.

Dar nu cred că OU este într-adevăr în mod constant modificări ale tensiunii de intrare. Fizic, acest exercițiu este aproape imposibil, deoarece nu ar fi respectarea a doua regulă. Datorită operaționale amplificator de evaluare merge de toate intrările. Cu feedback-ul de circuit de comunicație externă este transmis la tensiunea de intrare de la ieșire. Rezultatul - între intrările amplificatorului operațional este diferența de tensiune de la zero.

conceptul de feedback

Este o noțiune comună, și este deja utilizat într-un sens larg, în toate domeniile tehnologice. În orice sistem de control are o buclă de feedback care compară semnalul de ieșire și valoarea setată (de referință). În funcție de ce valoarea curentă - există o corecție în direcția corectă. În care sistemul de control poate fi orice, chiar și o mașină care circulă pe drum.

Șoferul apasă pe frână, iar feedback-ul este - începutul decelerarea. Prin analogie cu un astfel de exemplu simplu, putem înțelege mai bine feedback-ul în circuitele electronice. Un feedback negativ - aceasta în cazul când se apasă pedala de frână autovehiculul accelerează.

Feedback-ul electronic este procesul în timpul căreia are loc transmisia de la ieșire la semnalul de intrare. Astfel, există, de asemenea, rezolva pe semnalul de intrare. Pe de o parte, aceasta nu este o idee foarte sensibil, poate, de fapt, par din exterior, ceea ce reduce foarte mult câștig. Astfel de comentarii, de altfel, fondatorii au primit în feedback-ul de dezvoltare electronica. Dar este necesar să se înțeleagă mai în detaliu în impactul său asupra amplificatoare operaționale - ia în considerare circuite practice. Și devine clar că este adevărat și ușor reduce câștigul, dar vă permite să îmbunătățească alte câteva opțiuni:

1. Smooth răspunsul de frecvență (ceea ce duce la necesar lor).
2. Acesta permite de a prezice comportamentul amplificatorului.
3. Capabil să elimine neliniaritatea semnalului și distorsiune.

Cu cât este mai feedback-ul (vorbim despre negativ), mai puțin influență asupra performanței amplificator cu un sistem de operare deschis. Rezultatul - toți parametrii depind numai de ceea ce proprietăți ale unui circuit.

Merită atenția asupra faptului că toate amplificatoare operaționale care funcționează într-un mod cu un feedback foarte profund. Un câștig de tensiune (de buclă deschisă) se poate ajunge chiar și la câteva milioane. Prin urmare, circuitul amplificator este un amplificator operațional este extrem de solicitant cu privire la conformitatea tuturor parametrilor de alimentare cu energie și nivelul semnalului de intrare.