Den op-förstärkare: typ krets, den operativa principen. Förstärkarkretsen på den icke-inverterande operationsförstärkare. Schema likspänning förstärkare operationsförstärkare

Artikeln kommer att betraktas som en standard förstärkarkrets är en operationsförstärkare, och är exempel på olika operationsmoder hos denna anordning. Hittills kan ingen av styrenheten inte utan användning av operationsförstärkare. Detta är en verkligt mångsidiga verktyg som låter dig utföra olika funktioner med signalen. Om hur det fungerar och vad exakt gör det möjligt att göra denna enhet du och lära sig på.

inverterande förstärkare

Körning vända förstärkare op-förstärkare är enkel nog, kan du se den i bilden. I sin kärna är en operationsförstärkare (anslutningstyp Det anses i denna artikel). Dessutom här:

1. Motståndet R1 ett spänningsfall är närvarande på värdet är det samma som ingång.
2. I motståndet R2 har också ett spänningsfall - det är detsamma som utsignalen.

I detta fall utspänningen förhållandet mellan resistansvärdet R2 är vid ingången med avseende på R1, men igen tecknet. Genom att känna till värden för spänning och motstånd kan beräknas förstärkningen. För att göra detta, dela utspänningen till inspänningen. I denna operationsförstärkare (omkopplingskretsen den kan ha vilken som helst) kan ha samma förstärkning oavsett typ.

återkopplings Jobb

återkoppling jobb - nu en avgörande punkt måste du förstå mer i detalj. Antag, vid ingången finns en viss spänning. För enkelhets skull, kommer beräkningarna ta värdet av ett V. Antag också att R1 = 10K, R2 = 100 ohm.

Antag nu att det finns någon oförutsedd situation, på grund av vilka scenen utspänningen har satts till 0 V. Därefter finns det ett intressant mönster - två motstånd börjar arbeta i par, tillsammans skapar de från en spänningsdelare. Vid utgången på den inverterande steget hålls vid 0,91 V. Detta tillåter operativsystemet att fixa mismatch ingångar, och utspänningen reduktion inträffar. Därför en mycket enkel design diagram av operationsförstärkare, en signalförstärkare som realiserar funktionen av sensorn, till exempel.

Och denna förändring kommer att fortsätta att själva porerna, så länge som ligger på utgångsvärdet är stabilt vid 10 V. Det var vid denna tidpunkt ingångarna hos operationsförstärkaren potentialer är lika. Och de kommer att vara densamma som jordpotentialen. Å andra sidan, om utspänningen från anordningen kommer att fortsätta att minska, och det kommer att vara mindre än -10 V på ingångspotentialen blir lägre än den för marken. Konsekvens - utspänningen börjar öka.

I ett sådant system har en nackdel - ingångsimpedansen är mycket liten, särskilt i förstärkare med ett högt värde på spänningsförstärkningen, om återkopplingsslingan är sluten. En design, som diskuteras nästa, berövas alla dessa brister.

Den icke-inverterande förstärkare

Figuren visar ett diagram över en icke-inverterande förstärkare är en operationsförstärkare. Efter att ha analyserat det, kan vi dra flera slutsatser:

1. UA spänningsvärde lika med ingångs.
2. Med delaren av spänningen UA, som är förhållandet av arbetet utspänning till summan av R1 och R1 och R2 resistanser.
3. I fallet där värdet på UA är lika med ingångsspänningen, är förstärkningen förhållandet av utspänningen till ingång (eller kan vara relativt resistanserna R2 och R1 lägga enhet).

Denna struktur kallas den icke-inverterande förstärkare, den har en praktiskt taget oändlig ingångsimpedans. Till exempel, för operationsförstärkare 411-serien av sitt värde - 1012, åtminstone. Och för operationsförstärkare med hjälp av bipolär halvledartransistor, vanligtvis över 108 ohm. Och här är den utgående impedans kaskad, liksom i den tidigare diskuterade systemet är mycket liten - aktie ohm. Och det måste beaktas när beräkningen utförs kretsar med operationsförstärkare.

Schema AC förstärkare

Båda systemen som diskuteras i artikeln tidigare köras på likström. Men om en kommunikationskvalitet för ingångssignalkällan och förstärkaren tjänar växelström som kommer att ge grund för strömmen vid ingången. Och du måste vara uppmärksamma på det faktum att det aktuella värdet är extremt liten i storlek.

I det fall där det finns en förstärkning av växelströmssignaler som är nödvändiga för att minska förstärkningen till enhet DC-signal. Detta gäller särskilt i de fall där spänningsförstärkningen är mycket stor. Genom detta är det möjligt att avsevärt minska påverkan av skjuvspänningen, som ges till ingångsanordningen.

Ett andra exempel på en krets för drift med en växelspänning

I detta schema, vid -3 dB kan ses linjefrekvensen 17 Hz. Det framgår av impedansen hos kondensatorn vid två kilo. Därför måste kondensatorn vara tillräckligt stor.

Att bygga växelström, bör du använda en icke-inverterande typ kretsar med operationsförstärkare. Och han måste ha en tillräckligt stor spänningsförstärkning. Men här är kondensatorn kan vara för stor, så det är bäst att sluta använda den. Visserligen är det nödvändigt att välja rätt skjuvspänningen, likställa det till noll. Och det är möjligt att använda en T-formad avdelare och öka resistansvärdena hos båda motstånden i kretsen.

Vilket system är att föredra att använda

De flesta utvecklare ger deras önskemål till den icke-inverterande förstärkare, eftersom de har en mycket hög impedans vid ingången. Och försummelse scheman inverterande typ. Men till sist finns det en stor fördel - det är inte den mest krävande operationsförstärkare, som är dess "hjärta".

Dessutom egenskaper, i själva verket är han mycket bättre. Och med hjälp av en imaginär marken kan kombinera alla signaler lätt, och de kommer inte att ha varandra lite inflytande. Det kan användas i konstruktioner och likströmsförstärkaren krets för en operationsförstärkare. Det beror på dina behov.

Och nu senast - om hela systemet, diskuteras här, är ansluten till en stabil produktion av den andra operationsförstärkare. I detta fall, är inte viktigt impedansen hos ingångs - minst ett kW, även 10, även om oändlighet. I det här fallet, det första steget tjänar alltid sitt syfte i förhållande till nästa.

Körning repeater

Powered följoperationsförstärkaren liknar emittern byggt på bipolär transistor. Och utför liknande funktioner. I själva verket är det en icke-inverterande förstärkare, som vid det första motståndet är oändligt stor, och den andra är noll. I detta fall vinsten är enighet.

Det finns särskilda typer av operationsförstärkare som används i tekniken bara för repeater kretsar. De har mycket bättre prestanda - vanligtvis en hög hastighet. Som ett exempel, såsom operationsförstärkarna OPA633, LM310, TL068. Den senare har en kropp som en transistor, samt tre slutsatser. Mycket ofta är dessa förstärkare hänvisas till helt enkelt som buffertar. Det faktum att de har isolator egenskaper (mycket hög ingångsimpedans och mycket låg produktion). Om bygger på denna princip, och strömförstärkare krets är en operationsförstärkare.

aktivt läge

I själva verket är det en sådan mod, i vilken utgångarna och ingångarna hos operationsförstärkaren inte överbelastas. Om ingångskretsen levererar en mycket stor signal vid utgången det börjar bara för att skära nivån för kollektorn eller emitterspänningen. Men när utspänningen är fast i nivå med snittet - ingångarna OC spänning ändras inte. I denna skala inte kan vara större än matningsspänningen för förstärkarsteget.

De flesta kretsar för operationsförstärkare beräknas så att storleken är mindre än matningsspänningen är 2 V. Men allt beror på vad som används specifikt förstärkarkretsen operationsförstärkare. Samma finns det en begränsning på hållbar hos strömkällan på grundval av operationsförstärkaren.

Antag att det finns i källan flytande last lite spänningsfall. Om strömmen är den normala färdriktning, finns konstigt vid första lasten. Till exempel flera perepolyusovannyh batterier. Denna design kan användas för att erhålla en likströms laddning.

vissa försiktighetsåtgärder

Enkel förstärkare spänningsoperationsförstärkare (krets kan väljas någon) kan göras bokstavligen "på hans knä." Men det måste ta hänsyn till vissa specialfunktioner. Var noga med att se till att återkopplingskretsen nekande. Det säger också att det är oacceptabelt att förvirra ickeinverterande och inverterande ingångarna hos förstärkaren. Dessutom måste det finnas återkopplingskedja för DC. Annars kommer op amp börjar röra sig snabbt i mättnadsläge.

De flesta av operationsingångsförstärkaren differentialspänningen är mycket liten i värde. Den maximala skillnaden mellan den icke-inverterande och inverterande ingångar får begränsas till ett värde av 5 V vid någon anslutning av strömkällan. Om vi försummar denna term, kommer att vara vid ingången till en ganska stora värden på strömmar som kommer att leda till det faktum att alla egenskaperna hos kretsen kommer att försämras.

Det värsta i detta - fysisk förstörelse av operationsförstärkaren. Som ett resultat, slutar det att arbeta förstärkarkrets OP AMP helt.

Tänk

Och naturligtvis måste vi tala om vilka regler som bör följas för att säkerställa en stabil och långvarig användning av operationsförstärkaren.

Viktigast av allt - DU har en mycket hög spänningsförstärkning. Och om spänningen mellan ingångarna ändras dela millivolt kan produktionen av dess värde förändras avsevärt. Det är därför viktigt att veta: från op-förstärkaren utgång försöker eftersträva att spänningsskillnaden mellan ingångarna var nära (idealt lika) till noll.

Den andra regeln - strömförbrukningen hos operationsförstärkaren är mycket liten, bokstavligen nanoampere. Om ingången är inställd på fälteffekttransistorer, beräknas pA. Det kan konstateras att ingångarna inte förbrukar ström, oavsett vad som används operationsförstärkare krets - Principen för operationen är densamma.

Men tro inte att OU är verkligen hela tiden förändras av inspänningen. Fysiskt är denna övning nästan omöjligt, eftersom det skulle finnas överensstämmelse med andra regeln. På grund av operationsförstärkaren kommer bedömning av alla ingångar. Med återkoppling av extern kommunikationskrets överföres till ingångsspänningen från utgången. Resultatet - mellan ingångarna hos operationsförstärkaren är spänningsskillnaden noll.

återkopplingskoncept

Det är en vanlig uppfattning, och det redan används i vid bemärkelse inom alla teknikområden. I någon reglersystemet har en återkopplingsslinga som jämför utsignalen och det inställda värdet (referens). Beroende på vad det aktuella värdet - det finns en korrigering i rätt riktning. Varvid styrsystemet kan vara vad som helst, till och med en bil som färdas på vägen.

Föraren trycker på bromsen, och återkopplings är - början av retardationen. I analogi med en sådan enkel exempel, kan vi bättre förstå återkoppling i elektroniska kretsar. En negativ återkoppling - den om när du trycker på bromspedalen bilen accelererar.

Återkopplings elektronik är den process under vilken överföring sker från utgången till ingångssignalen. Således finns det också sätta sig på ingångssignalen. Å ena sidan är det inte mycket vettig idé, kan det i själva verket verkar från utsidan, vilket kraftigt minskar vinsten. Sådana granskningar, förresten, fick grundarna i återkoppling elektronikutveckling. Men det är nödvändigt att förstå mer i detalj i dess inverkan på operationsförstärkare - överväga praktiska kretsar. Och det står klart att det är sant och något minskar vinsten, men ger dig möjlighet att förbättra några andra alternativ:

1. Jämna frekvenssvaret (som leder till deras behov).
2. Det gör det möjligt att förutsäga beteendet hos förstärkaren.
3. Kapabel att eliminera icke-linjäritet och signaldistorsion.

Ju mer feedback (vi talar om negativ), desto mindre inflytande på förstärkaren prestanda med ett öppet operativsystem. Resultat - alla parametrar beror bara på vad egenskaperna hos en krets.

Det är värt att uppmärksamma det faktum att alla operationsförstärkare som arbetar i ett läge med en mycket djup feedback. En spänningsförstärkning (dess öppen slinga) kan nå ännu flera miljoner. Därför är förstärkarkretsen en operationsförstärkare är extremt krävande om överensstämmelsen mellan alla parametrar för strömförsörjning och ingångssignalnivån.