W elektronice radiowej i mikroukładach szeroko stosowany jest wzmacniacz operacyjny (wzmacniacz operacyjny). Ma doskonałe parametry techniczne (TX) do wzmocnienia sygnału. Aby zrozumieć zakres systemu operacyjnego, musisz znać jego zasadę działania, schemat połączeń i główny TX.
Zawartość
Co to jest wzmacniacz operacyjny
OU - układ scalony (IC), którego głównym celem jest wzmocnienie wartości prądu stałego. Ma tylko jedno wyjście, które nazywa się różnicowym. To wyjście ma wysoki współczynnik wzmocnienia sygnału (Ky). Wzmacniacze operacyjne są używane głównie do budowy obwodów z ujemnym sprzężeniem zwrotnym (NFB), które przy głównym wzmocnieniu TX określa Ku oryginalnego obwodu. Wzmacniacze operacyjne są stosowane nie tylko w postaci pojedynczych układów scalonych, ale także w różnych blokach złożonych urządzeń.
Wzmacniacz operacyjny ma 2 wejścia i 1 wyjście, a także wyjścia do podłączenia źródła zasilania (IP). Zasada działania wzmacniacza operacyjnego jest prosta. Za podstawę przyjmuje się 2 zasady.Zasady opisują proste procesy działania układu scalonego, które zachodzą w systemie operacyjnym, a sposób działania układu scalonego jest jasny nawet dla głupków. Na wyjściu różnica napięć (U) wynosi 0, a wejścia wzmacniacza operacyjnego prawie nie pobierają prądu (I). Jedno wejście nazywa się nieodwracającym (V+), a drugie odwracającym (V-). Ponadto wejścia wzmacniacza operacyjnego mają wysoką rezystancję (R) i prawie nie zużywają I.
Układ porównuje wartości U na wejściach i wyprowadza sygnał, wzmacniając go. Ku OU ma wysoką wartość, sięgającą 1000000. Jeżeli na wejściu zostanie przyłożone niskie U, to na wyjściu można uzyskać wartość równą U źródła zasilania (Uip). Jeśli U na wejściu V+ jest większe niż na V-, to wyjście będzie maksymalną wartością dodatnią. Przy zasilaniu dodatnim U wejścia odwracającego wyjście będzie miało maksymalne napięcie ujemne.
Głównym wymogiem działania systemu operacyjnego jest użycie dwubiegunowego adresu IP. Możliwe jest użycie unipolarnego IP, ale możliwości wzmacniacza operacyjnego są poważnie ograniczone. Jeśli użyjesz baterii i przyjmiesz jej stronę plus jako 0, to przy pomiarach wartości otrzymasz 1,5 V. Jeśli weźmiesz 2 baterie i połączysz je szeregowo, to zostanie dodane U, czyli urządzenie pokaże 3 V.
Jeśli przyjmiemy ujemny biegun baterii jako zero, wówczas urządzenie pokaże 3 V. W przeciwnym razie, jeśli przyjmiemy dodatni biegun jako 0, otrzymamy -3 V. Gdy użyjemy punktu między dwiema bateriami jako zero, uzyskać prymitywny dwubiegunowy adres IP. Możesz sprawdzić kondycję wzmacniacza operacyjnego tylko po podłączeniu go do obwodu.
Rodzaje i symbole na schemacie
Wraz z rozwojem obwodów elektrycznych wzmacniacze operacyjne są stale ulepszane i pojawiają się nowe modele.
Klasyfikacja według zastosowania:
- Przemysł to tania opcja.
- Precyzja (precyzyjny sprzęt pomiarowy).
- Elektrometryczny (mała wartość Iin).
- Mikromoc (pobór małej mocy I).
- Programowalny (prądy są ustawiane za pomocą I zewnętrznego).
- Mocny lub wysokoprądowy (dający konsumentowi większą wartość I).
- Niskie napięcie (praca przy U<3 V).
- Wysokie napięcie (zaprojektowane dla wysokich wartości U).
- Szybka reakcja (duża szybkość narastania i częstotliwość wzmocnienia).
- O niskim poziomie hałasu.
- Typ dźwięku (niskie harmoniczne).
- Do bipolarnego i jednobiegunowego zasilania elektrycznego.
- Różnica (zdolność do pomiaru niskiego U przy wysokim poziomie hałasu). Używany w bocznikach.
- Kaskady wzmacniające gotowego typu.
- Specjalistyczne.
Zgodnie z sygnałami wejściowymi wzmacniacze operacyjne dzielą się na 2 typy:
- Z 2 wejściami.
- Z 3 wejściami. 3 wejście służy do rozszerzenia funkcjonalności. Ma wewnętrzny OOS.
Obwód wzmacniacza operacyjnego jest dość skomplikowany i nie ma sensu go produkować, a radioamator musi tylko znać prawidłowy obwód przełączający wzmacniacza operacyjnego, ale w tym celu należy zrozumieć dekodowanie jego wniosków.
Główne oznaczenia ustaleń KI:
- V+ to wejście nieodwracające.
- V- - wejście odwracające.
- Vout - wyjście Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - dodatni zacisk IP.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.
W prawie każdym op-ampie jest 5 wniosków. Jednak w niektórych odmianach może brakować V-. Istnieją modele, które mają dodatkowe wnioski, które rozszerzają możliwości wzmacniacza operacyjnego.
Konkluzji do zasilania nie trzeba zaznaczać, bo. zwiększa to czytelność diagramu. Moc wyjściowa z dodatniego zacisku lub bieguna IP znajduje się w górnej części obwodu.
Główna charakterystyka
Wzmacniacze operacyjne, podobnie jak inne komponenty radiowe, posiadają TX, które można podzielić na typy:
- Wzmacnianie.
- Wejście.
- Weekendy.
- Energia.
- Dryf.
- Częstotliwość.
- wydajność.
Wzmocnienie jest główną cechą wzmacniacza operacyjnego. Charakteryzuje się stosunkiem sygnału wyjściowego do wejściowego. Nazywany jest również amplitudą, czyli transferem TX, który przedstawiany jest w postaci grafów zależności. Wejście zawiera wszystkie wartości dla wejścia wzmacniacza operacyjnego: Rin, prądy polaryzacji (Ism) i przesunięcie (Iin), dryft i maksymalną różnicę wejściową U (Udifmax).
Icm służy do obsługi wzmacniacza operacyjnego na wejściach. Iin jest potrzebny do działania stopnia wejściowego wzmacniacza operacyjnego. Iin shift - różnica Icm dla 2 półprzewodników wejściowych wzmacniacza operacyjnego.
Przy konstruowaniu obwodów muszę to uwzględnić przy podłączaniu rezystorów. Jeśli Iin nie jest brane pod uwagę, może to prowadzić do powstania różnicowego U, co doprowadzi do nieprawidłowego działania wzmacniacza operacyjnego.
Udifmax - U, który jest podawany między wejściami wzmacniacza operacyjnego. Jego wartość charakteryzuje wykluczenie uszkodzeń półprzewodników kaskady różnicowej.
Aby zapewnić niezawodną ochronę między wejściami wzmacniacza operacyjnego, 2 diody i dioda Zenera są połączone antyrównolegle. Wejście różnicowe R jest scharakteryzowane przez R między dwoma wejściami, a wejście trybu wspólnego R jest wartością między 2 wejściami wzmacniacza operacyjnego, które są połączone i uziemione (masa). Parametry wyjściowe wzmacniacza operacyjnego obejmują wyjście R (Rout), maksymalne wyjście U i I. Parametr Rout powinien mieć mniejszą wartość, aby uzyskać lepszą charakterystykę wzmocnienia.
Aby osiągnąć mały Pogrom, musisz użyć popychacza emitującego. Iout zmienia się wraz z kolektorem I.Energia TX jest szacowana na podstawie maksymalnej mocy zużywanej przez system operacyjny. Przyczyną nieprawidłowego działania wzmacniacza operacyjnego jest rozrzut TX półprzewodników stopnia wzmacniacza różnicowego, który zależy od wskaźników temperatury (dryf temperatury). Najważniejsze są parametry częstotliwościowe wzmacniacza operacyjnego. Przyczyniają się do wzmocnienia sygnałów harmonicznych i impulsowych (prędkości).
We wzmacniaczu operacyjnym IC w formie ogólnej i specjalnej znajduje się kondensator, który zapobiega generowaniu sygnałów o wysokiej częstotliwości. Przy częstotliwościach o niskiej wartości obwody mają duży współczynnik K bez sprzężenia zwrotnego (OS). System operacyjny używa połączenia nieodwracającego. Ponadto w niektórych przypadkach, na przykład przy produkcji wzmacniacza odwracającego, system operacyjny nie jest używany. Ponadto wzmacniacz operacyjny ma charakterystykę dynamiczną:
- Szybkość narastania Uout (SN Uout).
- Czas ustalania Uout (odpowiedź wzmacniacza operacyjnego przy skoku U).
W stosownych przypadkach
Istnieją 2 rodzaje obwodów wzmacniacza operacyjnego, które różnią się sposobem podłączenia. Główną wadą jednostki organizacyjnej jest niespójność Ku, która zależy od trybu działania. Główne obszary zastosowań to wzmacniacze: odwracające (IU) i nieodwracające (NIO). W obwodzie NRU Ku przez U jest ustawiane przez rezystory (sygnał musi być podany na wejście). Jednostka organizacyjna zawiera OOS typu sekwencyjnego. To połączenie jest wykonane na jednym z rezystorów. Podaje się tylko na V-.
W testowanym urządzeniu sygnały są przesunięte w fazie. Aby zmienić znak ujemnego napięcia wyjściowego, potrzebne jest równoległe sprzężenie zwrotne na U. Wejście, które jest nieodwracające, musi być uziemione. Sygnał wejściowy podawany jest przez rezystor na wejście odwracające.Jeśli wejście nieodwracające przechodzi do masy, to różnica U między wejściami wzmacniacza operacyjnego wynosi 0.
Możesz wybrać urządzenia korzystające z systemu operacyjnego:
- Przedwzmacniacze.
- Wzmacniacze sygnałów częstotliwości audio i wideo.
- Komparatory U.
- Wzmacniacze.
- Wyróżniki.
- Integratorzy.
- elementy filtrujące.
- Prostowniki (zwiększona dokładność parametrów wyjściowych).
- Stabilizatory U i I.
- Kalkulator typu analogowego.
- ADC (przetworniki analogowo-cyfrowe).
- DAC (przetworniki cyfrowo-analogowe).
- Urządzenia do generowania różnych sygnałów.
- Technologia komputerowa.
Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowanie znajdują szerokie zastosowanie w różnych urządzeniach.
Podobne artykuły:
