I radioelektronik og mikrokredsløb er operationsforstærkeren (op-amp) meget brugt. Den har fremragende tekniske egenskaber (TX) til signalforstærkning. For at forstå omfanget af operativsystemet skal du kende dets funktionsprincip, forbindelsesdiagrammet og hoved-TX.
Indhold
Hvad er en operationsforstærker
OU - et integreret kredsløb (IC), hvis hovedformål er at forstærke værdien af jævnstrøm. Den har kun én udgang, som kaldes differential. Denne udgang har en høj signalforstærkningsfaktor (Ky). Op-amps bruges hovedsageligt til konstruktion af kredsløb med negativ feedback (NFB), som med hovedforstærkningen TX bestemmer Ku af det originale kredsløb. Op-amps bruges ikke kun i form af individuelle IC'er, men også i forskellige blokke af komplekse enheder.
Op-ampen har 2 indgange og 1 udgang, og har også udgange til tilslutning af en strømkilde (IP). Funktionsprincippet for en operationsforstærker er enkelt. Der tages udgangspunkt i 2 regler.Reglerne beskriver de simple processer af IC-operationen, der finder sted i OS, og hvordan IC'en fungerer, er tydeligt selv for dummies. Ved udgangen er spændingsforskellen (U) 0, og op-amp-indgangene trækker næsten ingen strøm (I). Den ene indgang kaldes ikke-inverterende (V+), og den anden kaldes inverterende (V-). Derudover har op-amp-indgangene en høj modstand (R) og forbruger næsten ingen I.
Chippen sammenligner U-værdierne ved indgangene og udsender et signal, der forforstærker det. Ku OU har en høj værdi, der når 1000000. Hvis en lav U påføres indgangen, så er det ved udgangen muligt at opnå en værdi lig med U af strømkilden (Uip). Hvis U ved indgangen V+ er større end ved V-, vil outputtet være den maksimale positive værdi. Når den drives af en positiv U af den inverterende input, vil udgangen have en maksimal negativ spænding.
Hovedkravet for driften af OS er brugen af en bipolær IP. Det er muligt at bruge en unipolær IP, men op-forstærkerens muligheder er stærkt begrænsede. Hvis du bruger et batteri og tager dets plusside som 0, så får du ved måling af værdierne 1,5 V. Tager du 2 batterier og seriekobler dem, så tilføjes U, dvs. enheden vil vise 3 V.
Hvis vi tager batteriets negative pol som nul, så vil enheden vise 3 V. Ellers, hvis vi tager den positive pol som 0, så får vi -3 V. Når vi bruger punktet mellem de to batterier som nul, få en primitiv bipolær IP. Du kan kun kontrollere op-ampens helbred, når du tilslutter den til kredsløbet.
Typer og symboler på diagrammet
Med udviklingen af elektriske kredsløb bliver operationsforstærkere konstant forbedret, og nye modeller dukker op.
Klassificering efter ansøgning:
- Industriel er en billig mulighed.
- Præcision (præcis måleudstyr).
- Elektrometrisk (lille værdi af Iin).
- Mikrostrøm (forbrug af lille I-strøm).
- Programmerbar (strømme indstilles vha. I ekstern).
- Kraftig eller højstrøm (giver en større værdi af I til forbrugeren).
- Lavspænding (drift ved U<3 V).
- Højspænding (designet til høje U-værdier).
- Hurtig respons (høj slew rate og gain frekvens).
- Med lavt støjniveau.
- Sonisk type (lave harmoniske).
- Til bipolær og unipolær type elektrisk forsyning.
- Forskel (i stand til at måle lav U ved høj støj). Anvendes i shunts.
- Forstærkende kaskader af den færdige type.
- Specialiseret.
Ifølge indgangssignalerne er op-forstærkerne opdelt i 2 typer:
- Med 2 indgange.
- Med 3 indgange. 3 input bruges til at udvide funktionaliteten. Har et internt OOS.
Operationsforstærkerkredsløbet er ret kompliceret, og det giver ingen mening at fremstille det, og radioamatøren behøver kun at kende det korrekte driftsforstærkeromskifterkredsløb, men for dette skal man forstå afkodningen af dets konklusioner.
De vigtigste betegnelser for resultaterne af IC:
- V+ er en ikke-inverterende indgang.
- V- - inverterende input.
- Vout - output Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - positiv terminal på IP.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.
I næsten enhver op-amp er der 5 konklusioner. Nogle sorter kan dog mangle V-. Der er modeller, der har yderligere konklusioner, der udvider op-forstærkerens muligheder.
Konklusioner for strømforsyning skal ikke markeres, pga. dette øger diagrammets læsbarhed. Effekten fra den positive terminal eller pol på IP'en er placeret i toppen af kredsløbet.
Hovedkarakteristika
Op-amps har ligesom andre radiokomponenter TX, som kan opdeles i typer:
- Forstærker.
- Input.
- Weekender.
- Energi.
- Drift.
- Frekvens.
- ydeevne.
Forstærkningen er hovedkarakteristikken for op-forstærkeren. Det er kendetegnet ved forholdet mellem udgangssignalet og indgangen. Det kaldes også amplitude eller transfer TX, som præsenteres i form af afhængighedsgrafer. Indgangen inkluderer alle værdier for input af op-amp: Rin, bias strømme (Ism) og shift (Iin), drift og maksimal input differential U (Udifmax).
Icm bruges til at betjene op-ampen ved indgangene. Iin er nødvendig for driften af op-forstærkerens inputtrin. Iin shift - forskellen Icm for 2 input halvledere af op-amp.
Under opbygningen af kredsløb skal disse I tages i betragtning ved tilslutning af modstande. Hvis Iin ikke tages i betragtning, kan dette føre til oprettelsen af en differentiel U, hvilket vil føre til forkert drift af op-amp.
Udifmax - U, som føres mellem op-ampens indgange. Dens værdi karakteriserer udelukkelsen af skader på halvlederne i differentialkaskaden.
For pålidelig beskyttelse mellem op-ampens indgange er 2 dioder og en zenerdiode forbundet anti-parallelt. Differentialindgangen R er karakteriseret ved R mellem de to indgange, og common mode-indgangen R er værdien mellem de 2 indgange på op-forstærkeren, der er kombineret og jord (jord). Udgangsparametrene for op-forstærkeren inkluderer output R (Rout), maksimal output U og I. Rout-parameteren bør være mindre i værdi for bedre forstærkningskarakteristika.
For at opnå en lille rute, skal du bruge en emitterfølger. Udgangen ændres med samleren I.Energi TX estimeres ved den maksimale strøm, som operativsystemet bruger. Årsagen til den forkerte drift af op-ampen er spredningen af TX af halvlederne i differentialforstærkertrinnet, som afhænger af temperaturindikatorer (temperaturdrift). Frekvensparametrene for op-amp er de vigtigste. De bidrager til forstærkningen af harmoniske og impulssignaler (hastighed).
I IC op-ampen af en generel og speciel form er en kondensator inkluderet for at forhindre generering af højfrekvente signaler. Ved frekvenser med lav værdi har kredsløbene en stor K-koefficient uden feedback (OS). OS bruger en ikke-inverterende forbindelse. Derudover bruges OS i nogle tilfælde, for eksempel ved fremstilling af en inverterende forstærker, ikke. Derudover har op-amp dynamiske egenskaber:
- Slew rate Uout (SN Uout).
- Indstillingstid Uout (op-amp-respons ved spring U).
Hvor det er relevant
Der er 2 typer op-amp kredsløb, som adskiller sig i den måde, de er forbundet på. Den største ulempe ved OU er inkonsistensen af Ku, som afhænger af driftsmåden. De vigtigste anvendelsesområder er forstærkere: inverterende (IU) og ikke-inverterende (NIO). I NRU-kredsløbet er Ku ved U indstillet af modstande (signalet skal påføres indgangen). OU'en indeholder et OOS af en sekventiel type. Denne forbindelse er lavet på en af modstandene. Den serveres kun på V-.
I DUT'en faseforskydes signalerne. For at ændre fortegn på udgangs-negativ spænding kræves en parallel feedback på U. Indgangen, som er ikke-inverterende, skal jordes. Indgangssignalet føres gennem en modstand til den inverterende indgang.Hvis den ikke-inverterende input går til jord, så er forskellen U mellem op-forstærkerens input 0.
Du kan vælge enheder, der bruger OS:
- Forforstærkere.
- Forstærkere af lyd- og videofrekvenssignaler.
- U komparatorer.
- Diffamplifiers.
- Differentiatorer.
- Integratorer.
- filterelementer.
- Ensrettere (øget nøjagtighed af udgangsparametre).
- Stabilisatorer U og I.
- Lommeregner analog type.
- ADC (analog-til-digital konvertere).
- DAC (digital-til-analog konvertere).
- Enheder til generering af forskellige signaler.
- Computerteknologi.
Operationsforstærkere og deres anvendelse er meget udbredt i forskelligt udstyr.
Lignende artikler:
