Inom radioelektronik och mikrokretsar används operationsförstärkaren (op-amp) flitigt. Den har utmärkta tekniska egenskaper (TX) för signalförstärkning. För att förstå omfattningen av operativsystemet måste du känna till dess funktionsprincip, anslutningsdiagrammet och huvud TX.
Innehåll
Vad är en operationsförstärkare
OU - en integrerad krets (IC), vars huvudsakliga syfte är att förstärka värdet på likström. Den har bara en utgång, som kallas differential. Denna utgång har en hög signalförstärkningsfaktor (Ky). Op-amps används huvudsakligen vid konstruktion av kretsar med negativ återkoppling (NFB), som med huvudförstärkningen TX bestämmer Ku för den ursprungliga kretsen. Op-amps används inte bara i form av individuella IC, utan också i olika block av komplexa enheter.
Op-ampen har 2 ingångar och 1 utgång, och har även utgångar för anslutning av en strömkälla (IP). Funktionsprincipen för en operationsförstärkare är enkel. Det finns 2 regler som ligger till grund.Reglerna beskriver de enkla processerna för IC-operationen som äger rum i OS, och hur IC:n fungerar är tydligt även för dummies. Vid utgången är spänningsskillnaden (U) 0, och op-amp-ingångarna drar nästan ingen ström (I). En ingång kallas icke-inverterande (V+) och den andra kallas inverterande (V-). Dessutom har op-amp-ingångarna ett högt motstånd (R) och förbrukar nästan ingen I.
Chipet jämför U-värdena vid ingångarna och matar ut en signal som förförstärker den. Ku OU har ett högt värde och når 1000000. Om ett lågt U appliceras på ingången är det vid utgången möjligt att erhålla ett värde lika med U för kraftkällan (Uip). Om U vid ingången V+ är större än vid V-, kommer utsignalen att vara det maximala positiva värdet. När den drivs av ett positivt U på den inverterande ingången kommer utgången att ha en maximal negativ spänning.
Huvudkravet för driften av operativsystemet är användningen av en bipolär IP. Det är möjligt att använda en unipolär IP, men op-förstärkarens möjligheter är kraftigt begränsade. Om du använder ett batteri och tar dess plussida som 0, så får du vid mätning av värdena 1,5 V. Om du tar 2 batterier och seriekopplar dem så tillkommer U, d.v.s. enheten kommer att visa 3 V.
Om vi tar batteriets minuspol som noll, kommer enheten att visa 3 V. Annars, om vi tar den positiva polen som 0, får vi -3 V. När vi använder punkten mellan de två batterierna som noll få en primitiv bipolär IP. Du kan kontrollera tillståndet för op-ampen endast när du ansluter den till kretsen.
Typer och symboler på diagrammet
Med utvecklingen av elektriska kretsar förbättras operationsförstärkare ständigt och nya modeller dyker upp.
Klassificering efter applikation:
- Industriellt är ett billigt alternativ.
- Precision (exakt mätutrustning).
- Elektrometrisk (litet värde på Iin).
- Mikrokraft (förbrukning av liten I-kraft).
- Programmerbar (strömmen ställs in med I extern).
- Kraftfull eller högström (ger ett större värde av I för konsumenten).
- Lågspänning (fungerar vid U<3 V).
- Hög spänning (designad för höga U-värden).
- Snabb respons (hög svänghastighet och förstärkningsfrekvens).
- Med låg ljudnivå.
- Ljudtyp (låga övertoner).
- För bipolär och unipolär typ av elförsörjning.
- Skillnad (kan mäta lågt U vid högt brus). Används i shuntar.
- Förstärkande kaskader av färdig typ.
- Specialiserad.
Enligt ingångssignalerna är op-förstärkarna indelade i 2 typer:
- Med 2 ingångar.
- Med 3 ingångar. 3 ingångar används för att utöka funktionaliteten. Har ett internt OOS.
Operationsförstärkarkretsen är ganska komplicerad, och det är ingen mening att tillverka den, och radioamatören behöver bara känna till den korrekta operationsförstärkarkopplingskretsen, men för detta bör man förstå avkodningen av dess slutsatser.
Huvudbeteckningarna för resultaten av IC:
- V+ är en icke-inverterande ingång.
- V- - inverterande ingång.
- Vout - utgång Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - positiv terminal på IP.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.
I nästan alla op-förstärkare finns det 5 slutsatser. Vissa sorter kan dock sakna V-. Det finns modeller som har ytterligare slutsatser som utökar funktionerna hos op-amp.
Slutsatser för strömförsörjning behöver inte markeras, eftersom. detta ökar läsbarheten för diagrammet. Effekten från den positiva terminalen eller polen på IP:n är placerad på toppen av kretsen.
Huvuddragen
Op-amps, liksom andra radiokomponenter, har TX, som kan delas in i typer:
- Förstärker.
- Inmatning.
- Helger.
- Energi.
- Drift.
- Frekvens.
- prestanda.
Förstärkningen är den huvudsakliga egenskapen hos op-förstärkaren. Det kännetecknas av förhållandet mellan utsignalen och ingången. Det kallas också amplitud, eller transfer TX, som presenteras i form av beroendegrafer. Ingången inkluderar alla värden för ingången av op-förstärkaren: Rin, förspänningsströmmar (Ism) och shift (Iin), drift och maximal ingångsdifferens U (Udifmax).
Icm används för att styra op-ampen vid ingångarna. Iin behövs för driften av op-förstärkarens ingångssteg. Iin shift - skillnaden Icm för 2 ingångshalvledare på op-förstärkaren.
Vid konstruktion av kretsar måste dessa I beaktas vid anslutning av motstånd. Om Iin inte beaktas, kan detta leda till skapandet av en differential U, vilket kommer att leda till felaktig drift av op-amp.
Udifmax - U, som matas mellan op-förstärkarens ingångar. Dess värde kännetecknar uteslutningen av skador på halvledarna i differentialkaskaden.
För tillförlitligt skydd mellan op-förstärkarens ingångar är 2 dioder och en zenerdiod kopplade antiparallellt. Differentialingången R kännetecknas av R mellan de två ingångarna, och common mode-ingången R är värdet mellan de 2 ingångarna på op-förstärkaren som är kombinerade och jord (jord). Utgångsparametrarna för op-förstärkaren inkluderar utgång R (Rout), maximal utgång U och I. Rout-parametern bör vara mindre i värde för bättre förstärkningsegenskaper.
För att uppnå en liten rutt måste du använda en sändarföljare. Utgången ändras med samlaren I.Energi TX uppskattas av den maximala ström som operativsystemet förbrukar. Anledningen till den felaktiga driften av op-ampen är spridningen av TX för halvledarna i differentialförstärkarsteget, vilket beror på temperaturindikatorer (temperaturdrift). Frekvensparametrarna för op-ampen är de viktigaste. De bidrar till förstärkningen av övertons- och impulssignaler (hastighet).
I IC-operationsförstärkaren av allmän och speciell form ingår en kondensator för att förhindra generering av högfrekventa signaler. Vid frekvenser med lågt värde har kretsarna en stor K-koefficient utan återkoppling (OS). OS använder en icke-inverterande anslutning. Dessutom, i vissa fall, till exempel vid tillverkning av en inverterande förstärkare, används inte OS. Dessutom har op-amp dynamiska egenskaper:
- Svänghastighet Uout (SN Uout).
- Inställningstid Uout (op-amp-respons vid hopp U).
I förekommande fall
Det finns 2 typer av op-amp-kretsar, som skiljer sig åt i hur de är anslutna. Den största nackdelen med OU är inkonsekvensen av Ku, som beror på driftsättet. De huvudsakliga användningsområdena är förstärkare: inverterande (IU) och icke-inverterande (NIO). I NRU-kretsen sätts Ku med U av motstånd (signalen måste tillföras ingången). OU innehåller ett OOS av en sekventiell typ. Denna anslutning görs på ett av motstånden. Den serveras endast på V-.
I DUT är signalerna fasförskjutna. För att ändra tecknet på den utgående negativa spänningen behövs en parallell återkoppling på U. Ingången, som är icke-inverterande, måste vara jordad. Insignalen matas genom ett motstånd till den inverterande ingången.Om den icke-inverterande ingången går till jord, är skillnaden U mellan op-förstärkarens ingångar 0.
Du kan välja enheter som använder OS:
- Förförstärkare.
- Förstärkare av ljud- och videofrekvenssignaler.
- U-jämförare.
- Diffampifiers.
- Differentierare.
- Integratörer.
- filterelement.
- Likriktare (ökad noggrannhet av utgångsparametrar).
- Stabilisatorer U och I.
- Kalkylator analog typ.
- ADC (analog-till-digital-omvandlare).
- DAC (digital-till-analog-omvandlare).
- Enheter för att generera olika signaler.
- Datateknik.
Operationsförstärkare och deras tillämpning används i stor utsträckning i olika utrustningar.
Liknande artiklar:
