Radioelektroniikassa ja mikropiireissä operaatiovahvistin (op-amp) on laajalti käytössä. Sillä on erinomaiset tekniset ominaisuudet (TX) signaalin vahvistusta varten. Ymmärtääksesi käyttöjärjestelmän laajuuden, sinun on tiedettävä sen toimintaperiaate, kytkentäkaavio ja päälähetys.
Mikä on operaatiovahvistin
OU - integroitu piiri (IC), jonka päätarkoitus on vahvistaa tasavirran arvoa. Siinä on vain yksi lähtö, jota kutsutaan differentiaaliksi. Tällä lähdöllä on korkea signaalinvahvistuskerroin (Ky). Op-vahvistimia käytetään pääasiassa negatiivisen takaisinkytkennän (NFB) piirien rakentamiseen, mikä päävahvistuksen TX kanssa määrittää alkuperäisen piirin Ku:n. Op-vahvistimia ei käytetä vain yksittäisten IC:iden muodossa, vaan myös monimutkaisten laitteiden eri lohkoissa.
Op-vahvistimessa on 2 sisääntuloa ja 1 lähtö, ja siinä on myös lähdöt virtalähteen (IP) liittämistä varten. Operaatiovahvistimen toimintaperiaate on yksinkertainen. Perustana on 2 sääntöä.Säännöt kuvaavat käyttöjärjestelmässä tapahtuvia IC-toiminnan yksinkertaisia prosesseja, ja IC:n toiminta on selvää jopa nukkeille. Ulostulossa jännite-ero (U) on 0, ja operaatiovahvistimen sisääntulot eivät käytä juuri lainkaan virtaa (I). Toista tuloa kutsutaan ei-invertoivaksi (V+) ja toista invertoivaksi (V-). Lisäksi op-amp-tuloilla on korkea resistanssi (R) ja ne eivät kuluta juuri lainkaan I:tä.
Siru vertaa U-arvoja tuloissa ja lähettää signaalin esivahvisttamalla sitä. Ku OU:lla on korkea arvo, joka saavuttaa 1000000. Jos tuloon syötetään pieni U, niin lähdöstä on mahdollista saada arvo, joka on yhtä suuri kuin teholähteen (Uip). Jos U tulossa V+ on suurempi kuin kohdassa V-, ulostulo on suurin positiivinen arvo. Kun invertoivan tulon positiivinen U saa virtaa, lähdössä on maksimi negatiivinen jännite.
Päävaatimus käyttöjärjestelmän toiminnalle on bipolaarisen IP:n käyttö. Yksinapaista IP:tä on mahdollista käyttää, mutta operaatiovahvistimen ominaisuudet ovat erittäin rajalliset. Jos käytät akkua ja otat sen pluspuolen 0:ksi, niin arvoja mitattaessa saadaan 1,5 V. Jos otat 2 akkua ja kytket ne sarjaan, niin U lisätään, ts. laite näyttää 3 V.
Jos otamme akun negatiivisen navan nollaksi, niin laite näyttää 3 V. Muuten, jos otamme positiivisen navan 0:ksi, saamme -3 V. Kun käytämme kahden akun välistä pistettä nollana, hanki primitiivinen bipolaarinen IP. Voit tarkistaa op-vahvistimen kunnon vain, kun liität sen piiriin.
Tyypit ja symbolit kaaviossa
Sähköpiirien kehityksen myötä operaatiovahvistimia parannetaan jatkuvasti ja uusia malleja ilmestyy.
Luokittelu sovelluksen mukaan:
- Teollisuus on halpa vaihtoehto.
- Tarkkuus (tarkka mittauslaitteisto).
- Elektrometrinen (pieni arvo Iin).
- Mikroteho (pienen I tehon kulutus).
- Ohjelmoitava (virrat asetetaan käyttämällä I ulkoista).
- Tehokas tai suurvirta (joka antaa kuluttajalle suuremman arvon I).
- Pienjännite (toimia U<3 V).
- Korkea jännite (suunniteltu korkeille U-arvoille).
- Nopea vaste (korkea muutosnopeus ja vahvistustaajuus).
- Alhaisella melutasolla.
- Äänityyppi (matalat harmoniset).
- Bipolaariseen ja unipolaariseen sähkönsyöttöön.
- Ero (pystyy mittaamaan alhaista U:ta korkealla kohinalla). Käytetään shunteissa.
- Valmiin tyyppiset vahvistuskaskadit.
- Erikoistunut.
Tulosignaalien mukaan operaatiovahvistimet on jaettu kahteen tyyppiin:
- 2 sisäänkäynnillä.
- 3 sisääntulolla. 3-tuloa käytetään laajentamaan toimintoja. Siinä on sisäinen OOS.
Operaatiovahvistinpiiri on melko monimutkainen, eikä sitä ole järkevää valmistaa, ja radioamatöörin tarvitsee vain tietää oikea operaatiovahvistimen kytkentäpiiri, mutta tätä varten pitäisi ymmärtää sen johtopäätösten dekoodaus.
IC:n havaintojen tärkeimmät nimitykset:
- V+ on ei-invertoiva tulo.
- V- - invertoiva tulo.
- Vout - lähtö Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - IP:n positiivinen napa.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - miinus IP.
Lähes jokaisessa operaatiovahvistimessa on 5 johtopäätöstä. Joiltakin lajikkeilta voi kuitenkin puuttua V-. On malleja, joissa on lisäjohtopäätöksiä, jotka laajentavat op-vahvistimen ominaisuuksia.
Virransyöttöä koskevia päätelmiä ei tarvitse merkitä, koska. tämä lisää kaavion luettavuutta. IP:n positiivisen navan tai navan lähtöteho sijaitsee piirin yläosassa.
Pääpiirteet
Op-vahvistimissa, kuten muissa radiokomponenteissa, on TX, joka voidaan jakaa tyyppeihin:
- Vahvistava.
- Syöte.
- Viikonloppuisin.
- Energiaa.
- Ajelehtia.
- Taajuus.
- esitys.
Vahvistus on operaatiovahvistimen tärkein ominaisuus. Sille on tunnusomaista lähtösignaalin suhde tuloon. Sitä kutsutaan myös amplitudiksi tai siirto-TX:ksi, joka esitetään riippuvuusgraafien muodossa. Tulo sisältää kaikki operaatiovahvistimen tulon arvot: Rin, bias-virrat (Ism) ja siirto (Iin), drift ja maksimitulodifferentiaali U (Udifmax).
Icm:ää käytetään operaatiovahvistimen käyttöön tuloissa. Iin tarvitaan operaatiovahvistimen tuloasteen toimintaan. Iin shift - ero Icm operaatiovahvistimen kahdelle tulopuolijohteelle.
Piirejä rakennettaessa nämä on otettava huomioon vastuksia kytkettäessä. Jos Iin:tä ei oteta huomioon, tämä voi johtaa differentiaalin U syntymiseen, mikä johtaa operaatiovahvistimen virheelliseen toimintaan.
Udifmax - U, joka syötetään operaatiovahvistimen tulojen väliin. Sen arvo luonnehtii differentiaalikaskadin puolijohteiden vaurioiden poissulkemista.
Luotettavaa suojausta varten operaatiovahvistimen tulojen välillä on 2 diodia ja zener-diodi kytketty rinnakkain. Differentiaalitulolle R on tunnusomaista kahden tulon välinen R-arvo, ja yhteismooditulolle R on arvo operaatiovahvistimen 2 yhdistetyn tulon ja maan (maan) välillä. Operaatiovahvistimen lähtöparametreja ovat lähtö R (Rout), maksimilähtö U ja I. Rout-parametrin tulee olla arvoltaan pienempi, jotta vahvistusominaisuudet olisivat parempia.
Pienen reitin saavuttamiseksi sinun on käytettävä emitteriseuraajaa. Ulostulo vaihdetaan keräimellä I.Energy TX on arvioitu käyttöjärjestelmän kuluttaman enimmäistehon perusteella. Syynä operaatiovahvistimen virheelliseen toimintaan on differentiaalivahvistimen puolijohteiden TX:n leviäminen, joka riippuu lämpötila-indikaattoreista (lämpötilaryömintä). Operaatiovahvistimen taajuusparametrit ovat tärkeimmät. Ne myötävaikuttavat harmonisten ja impulssisignaalien (nopeuden) vahvistamiseen.
Yleis- ja erikoismuotoisessa IC-operaatiovahvistimessa on kondensaattori, joka estää korkeataajuisten signaalien muodostumisen. Pieniarvoisilla taajuuksilla piireillä on suuri K-kerroin ilman takaisinkytkentää (OS). Käyttöjärjestelmä käyttää ei-invertoivaa yhteyttä. Lisäksi joissakin tapauksissa, esimerkiksi invertoivan vahvistimen valmistuksessa, käyttöjärjestelmää ei käytetä. Lisäksi op-vahvistimella on dynaamisia ominaisuuksia:
- Slew rate Uout (SN Uout).
- Asettumisaika Uout (operaatiovahvistimen vaste hyppyssä U).
Missä käytettävissä
Operaatiovahvistinpiirejä on kahta tyyppiä, jotka eroavat kytkentätavoistaan. OU:n suurin haittapuoli on Ku:n epäjohdonmukaisuus, joka riippuu toimintatavasta. Tärkeimmät käyttöalueet ovat vahvistimet: invertoiva (IU) ja ei-invertoiva (NIO). NRU-piirissä Ku by U asetetaan vastuksilla (signaali on syötettävä tuloon). OU sisältää peräkkäisen tyyppisen OOS:n. Tämä kytkentä tehdään yhdelle vastuksesta. Se tarjoillaan vain V-.
DUT:ssa signaalit ovat vaihesiirtoja. Lähdön negatiivisen jännitteen etumerkin muuttamiseksi tarvitaan rinnakkainen takaisinkytkentä U. Tulo, joka ei ole invertoiva, on maadoitettava. Tulosignaali syötetään vastuksen kautta invertoivaan tuloon.Jos ei-invertoiva tulo menee maahan, niin operaatiovahvistimen tulojen välinen ero U on 0.
Voit valita käyttöjärjestelmää käyttävät laitteet:
- Esivahvistimet.
- Ääni- ja videotaajuussignaalien vahvistimet.
- U-vertailijat.
- Difflifiers.
- Erottelijat.
- Integraattorit.
- suodatinelementit.
- Tasasuuntaajat (parempi lähtöparametrien tarkkuus).
- Stabilisaattorit U ja I.
- Analoginen laskintyyppi.
- ADC (analogi-digitaalimuuntimet).
- DAC (digitaali-analogimuuntimet).
- Laitteet erilaisten signaalien tuottamiseen.
- Tietokone teknologia.
Operaatiovahvistimia ja niiden sovelluksia käytetään laajasti erilaisissa laitteissa.
Samanlaisia artikkeleita:
