Operatīvais pastiprinātājs - kas tas ir?

Ja vēlaties uzzināt vairāk par viņu operatīvais pastiprinātājs, vai, ja jūs joprojām nezināt, kas tas ir, šeit varat nedaudz vairāk saprast par šāda veida ierīcēm. Turklāt šie Elektroniskās sastāvdaļas tie tiek diezgan izmantoti daudzās ķēdēs, jo tie ir ļoti praktiski daudziem lietojumiem.

Pateicoties viņiem, var apstrādāt analogos signālus, operāciju daudzveidība ar viņiem, veic salīdzinājumus utt. Šodien tie atrodas daudzās ķēdēs, kuras jūs izmantojat katru dienu, ieskaitot jūsu dēli. Arduino...

Kas ir operatīvais pastiprinātājs?

El op amp koncepcija parādījās 1947. gadā. Pirmie tika uzbūvēti, izmantojot vakuuma caurules, kuras izmantoja pirmajos analogajos datoros. Pateicoties viņiem, varēja veikt fundamentālas matemātiskas darbības, piemēram, saskaitīšanu, atņemšanu, reizināšanu, dalīšanu, atvasināšanu, integrāciju utt. Tādēļ tos sauc par "operatīvajiem" pastiprinātājiem ...

Līdz 1964. gadam, pateicoties slavenajam Fairchild Semiconductor, pirmais monolītais operatīvais pastiprinātājs, kas uzbūvēts uz integrālās shēmas, neatnāktu, jo tie tiek izplatīti šodien. Tas bija inženiera Roberta Džona Vidlara darbs, un tam bija marķējums μA702. No turienes tas attīstīsies līdz 741. gada μA1968, bipolārai mikroshēmai, kas ir kļuvusi par nozares standartu.

Šie operatīvie pastiprinātāji (pazīstami arī kā Op Amp) ir ierīces, kas spēj veikt daudzus uzdevumus atbilstoši tam pievienotajiem elektroniskajiem komponentiem. Šie elementi tiks pievienoti tās 5 tapas (pinout):

• - ievade: ir apgrieztā ievade.
• + ievade: ir tiešais ieraksts, tas ir, neinvestors.
• izvade: Izeja.
• + Vss: tā ir pozitīvā barošana.
• - vss: ir negatīva barošana.

Šajās ierīcēs daži ļoti īpašos apstākļos kas jums būtu jāzina. Piemēram:

• Nav strāvas, kas ienāk / atstāj invertējošos un neinvertējošos tapas, jo pretestība starp abiem ir bezgalīga (ideālā op ampā).
• Arī diferenciālais pieaugums ideālā būs bezgalīgs, lai gan praksē tas nav iespējams, jo, sasniedzot piesātinājumu, izejas spriegums paliek nemainīgs.
• Potenciālajai starpībai starp invertējošo un neinvertējošo ievadi jābūt nullei.
• Ļoti liels ieguvums. Bet līdzsvarots, tas ir, tas būs vienāds abos ievados. Tas nozīmē, ka izeja ir nulle, ja abas ieejas tiek barotas ar vienādiem signāliem un ar vienādu polaritāti
• Ļoti augsta ieejas pretestība un ļoti zema izejas pretestība.
• Tāpat kā jebkurš cits pastiprinātājs, viņi var sasniegt savu piesātinājuma punktu. Tajā laikā izejas signāls neturpinās pieaugt, pat ja starpība starp signāliem palielinās.
• Joslas platums ideālā gadījumā ir arī bezgalīgs, taču reālā gadījumā tas nav iespējams. Tas norāda frekvences diapazonu, kurā konkrētā darbības funkcija tiek uzturēta precīzi.

Kā norāda nosaukums, operatīvais pastiprinātājs ir ierīce, kas spēj palielināt jebkura veida signālu (spriegums vai intensitāte), gan maiņstrāvu, gan līdzstrāvu. Un tas ir pietiekami, lai veiktu daudzas operācijas atbilstoši konfigurācijām vai režīmiem, kurus mēs redzēsim nākamajā sadaļā ...

Darbības režīmi

Patīkami par op amp ir tas, ka tas var konfigurēt dažādos veidos lai jūs varētu strādāt savādāk:

Ieguldītājs

Op amp var darboties kā sprieguma pastiprinātājs ieguldītājs nevis ieguldītājs. Kad jūs to darāt kā invertoru, izejas spriegums ir fāzes pretstatā ieejas spriegumam (tā paša fāzes vietā, kas nav invertoros).

Jums arī jāzina, ka viņi var strādāt gan strāva nepārtraukta, kā arī maiņstrāva šāda veida konfigurācijā. Maiņstrāvas gadījumā kondensators C1 tiks iekļauts virknē un tieši R1 priekšā.

Šajā gadījumā kāre var aprēķināt pēc formulas:

A_v = - R₂ / R₁

Kamēr jūs varat arī aprēķināt pretestību kas savienojas ar ieeju un zemi ar:

R₃ = R₁ R₂ / R₁ + R₂

Nav ieguldītājs

Operatīvais pastiprinātājs nevis investors to darbina neinvertējošā ieeja, un izejas signāls ir fāzē ar ieejas signālu. Šajā gadījumā tas var darboties arī šajā līdzstrāvas konfigurācijā kā maiņstrāva, otrajā gadījumā pievienojot divus kondensatorus, C1 tiešajā ieejā un C2 virknē starp R1 un zemi.

Šajā gadījumā peļņa tiek aprēķināta atšķirīgi:

A_v = R₁ + R₂ / R₁

Kaut arī trešā pretestība tas joprojām tiek aprēķināts ar tādu pašu formulu kā invertorā ...

Sprieguma papildinātājs

Var izmantot op amp jaukt signālus no dažādiem avotiem. Šāda veida ķēdē tiek izmantotas vairākas ieejas (ne vairāk kā 10, lai gan attēlā ir tikai 3).

Šeit notiek tas, ka strāvas stiprums ir vienāds ar izejvielu daļējo strāvu summu (kā noteikts Kirhofa likumā):

I_i = Es₁ + I₂ + I₃

Katra no šīm intensitātēm, piemērojot Oma likums, būs atkarīgs de:

I₁ = V₁ / R₁

I₂ = V₂ / R₂

I₃ = V₃ / R₃

Tā kā ieejas strāvas intensitātei ir tāda pati vērtība un tai ir pretēja zīme izejas strāva, var noteikt, ka:

I_i = - Es_o

Tāpēc var noteikt, ka izejas spriegums būt:

V_o = Es_o R₄ = -Es_i R₄

Šajā gadījumā atkal pievienojot kondensatori tas varētu strādāt arī ar maiņstrāvu ...

Sprieguma atņemējs

Šajā gadījumā tas ir a diferenciālais pastiprinātājs kas sastāv no ieguldītāja un neinvestora. To var izmantot, lai atņemtu maiņstrāvu un tiešo strāvu, pietiek ar kondensatoru ievietošanu vai noņemšanu virknē ar to ieeju rezistoriem.

Šajā gadījumā izejas spriegums būt:

V_o = V_o1 + V_o2 = R₄ / R₁ (V_o1 + V_o2)

Salīdzinātājs

Konfigurācijā, piemēram, salīdzinātājs, tiks salīdzināti divi viena veida signāla daudzumi, un izejas signāls norāda, vai ieeju vērtības ir vienādas vai nē. Tas ir, var notikt šādi:

Ja V_i1 <V_i2  V izeja_o tas būs pozitīvi.

Ja V_i1 > V_i2  V izeja_o tas būs negatīvs.

Jums jāpatur prātā, ka, ja ķēde tiek izmantota atvērta cilpa (bez atgriezeniskās saites rezistora), tas izturēsies kā sprieguma salīdzinātājs.

Citi iestatījumi

Jūs varat konfigurēt citus veidus Šiem operatīvajiem pastiprinātājiem savienojiet tos kaskādē un pat nomainiet rezistorus ar potenciometriem, lai izveidotu mainīgas pastiprināšanas pastiprinātājus kā integratoru, atvasinājumu, kā pārveidotājus, logaritmiskām un eksponenciālām funkcijām, logu salīdzinātāju utt. Bet tie ir retāk nekā tie, kurus esmu aprakstījis iepriekš ...​

pieteikumi

the pieteikumi no šiem op ampēriem var būt vairāki. Jums noteikti tās ir jāizmanto. Faktiski tie atrodas dažās izstrādes plāksnēs, digitālajos kalkulatoros, skaņas sistēmas filtros (augstfrekvences, mazas caurlaidības, joslas platums, aktīvie filtri, oscilatori), priekšpastiprinātājos un audio / video buferos, regulatoros, pārveidotājos, līmeņa adapteros (piemēram, CMOS-TTL,…), precīzos taisngriežos, lai izvairītos no slodzes efekta utt.

Su daudzpusība Tas ir tāpēc, ka tie var darboties kā signālu salīdzinātāji, sprieguma sekotāji, neinvertējoši pastiprinātāji, invertējošs papildinātājs, kā apgriezts papildinātājs, kā integrators, šunts, strāvas-sprieguma pārveidotājs, logaritmiskām vai eksponenciālām funkcijām kā digitālais / analogais pārveidotāji utt.

Visbiežāk izmantotie operatīvie pastiprinātāji

Ja esat veidotājs vai veicat sava veida DIY projektu, jūs noteikti vēlaties uzzināt dažus no tiem visizplatītākie op amp modeļi. Piemēram:

• μA709M
• LM741
• LM1458
• LM358N
• LM324
• Netika atrasts neviens produkts.
• Netika atrasts neviens produkts.
• Netika atrasts neviens produkts.
• OP07
• MAX4238
• Netika atrasts neviens produkts.
• LM339
• CA 3130
• CA 3140
• TL071
• TL082
• IC747