A rádióelektronikában és a mikroáramkörökben széles körben használják a műveleti erősítőt (op-amp). Kiváló műszaki jellemzőkkel (TX) rendelkezik a jelerősítéshez. Az operációs rendszer hatókörének megértéséhez ismernie kell a működési elvét, a csatlakozási rajzot és a fő TX-et.
Mi az a műveleti erősítő
OU - egy integrált áramkör (IC), amelynek fő célja az egyenáram értékének erősítése. Csak egy kimenete van, ezt differenciálnak nevezik. Ennek a kimenetnek nagy a jelerősítési tényezője (Ky). Az op-erősítőket főként negatív visszacsatolású (NFB) áramkörök felépítésében használják, amelyek a fő TX erősítéssel meghatározzák az eredeti áramkör Ku-értékét. Az op-erősítőket nemcsak egyedi IC-k formájában, hanem összetett eszközök különböző blokkjaiban is használják.
Az op-erősítő 2 bemenettel és 1 kimenettel rendelkezik, valamint tápforrás (IP) csatlakoztatására szolgáló kimenetekkel is rendelkezik. A műveleti erősítő működési elve egyszerű. 2 szabályt veszünk alapul.A szabályok leírják az IC működésének egyszerű folyamatait, amelyek az operációs rendszerben zajlanak, és az IC működése még a dumák számára is világos. A kimeneten a feszültségkülönbség (U) 0, és az op-amp bemenetek szinte nem vesznek áramot (I). Az egyik bemenetet nem invertálónak (V+), a másikat invertálónak (V-) nevezzük. Ezenkívül az op-amp bemenetek nagy ellenállással (R) rendelkeznek, és szinte egyáltalán nem fogyasztanak I.
A chip összehasonlítja az U értékeket a bemeneteken, és egy jelet ad ki, előerősítve azt. A Ku OU értéke magas, eléri a 1000000-et. Ha a bemeneten alacsony U értéket adunk, akkor a kimeneten az áramforrás U értékével megegyező értéket kaphatunk (Uip). Ha U a V+ bemenetnél nagyobb, mint a V-nél, akkor a kimenet a maximális pozitív érték lesz. Ha az invertáló bemenet pozitív U-ja táplálja, a kimenet maximális negatív feszültséggel rendelkezik.
Az operációs rendszer működésének fő követelménye a bipoláris IP használata. Lehet unipoláris IP-t használni, de az op-amp képességei erősen korlátozottak. Ha akkut használsz és a plusz oldalát 0-nak vesszük, akkor az értékek mérésekor 1,5 V-ot kapsz. Ha veszel 2 elemet és sorba kötöd, akkor U hozzáadódik, pl. a készülék 3 V-ot mutat.
Ha az akkumulátor negatív pólusát nullának vesszük, akkor a készülék 3 V-ot mutat. Ellenkező esetben, ha a pozitív pólust 0-nak vesszük, akkor -3 V-ot kapunk. Ha a két akkumulátor közötti pontot nullának használjuk, akkor kap egy primitív bipoláris IP-t. Az op-amp állapotát csak akkor tudja ellenőrizni, ha csatlakoztatja az áramkörhöz.
Típusok és szimbólumok az ábrán
Az elektromos áramkörök fejlődésével a műveleti erősítőket folyamatosan fejlesztik, és új modellek jelennek meg.
Alkalmazás szerinti besorolás:
- Az ipari egy olcsó lehetőség.
- Precízió (precíz mérőberendezés).
- Elektrometriás (kis értéke Iin).
- Mikroteljesítmény (kis I teljesítmény fogyasztása).
- Programozható (az áramerősség beállítása I külsővel történik).
- Erőteljes vagy nagyáramú (nagyobb I értéket ad a fogyasztónak).
- Kisfeszültségű (U<3 V-on működik).
- Magas feszültség (nagy U értékekre tervezve).
- Gyors válasz (nagy elfordulási sebesség és erősítési frekvencia).
- Alacsony zajszinttel.
- Szonikus típus (alacsony harmonikus).
- Bipoláris és unipoláris típusú elektromos tápláláshoz.
- Különbség (alacsony U mérésére képes magas zaj mellett). Shuntokban használják.
- Kész típusú erősítő kaszkádok.
- Specializált.
A bemeneti jelek szerint a műveleti erősítők 2 típusra oszthatók:
- 2 bejárattal.
- 3 bemenettel. 3 bemenet a funkcionalitás bővítésére szolgál. Belső OOS-je van.
A műveleti erősítő áramkör meglehetősen bonyolult, és nincs értelme gyártani, és a rádióamatőrnek csak a megfelelő műveleti erősítő kapcsoló áramkört kell ismernie, de ehhez érteni kell a következtetések dekódolását.
Az IC megállapításainak főbb megnevezései:
- A V+ egy nem invertáló bemenet.
- V- - invertáló bemenet.
- Vout - kimenet Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - az IP pozitív kapcsa.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - mínusz IP.
Szinte minden műveleti erősítőnek 5 következtetése van. Egyes fajtákból azonban hiányozhat a V-. Vannak olyan modellek, amelyek további következtetéseket tartalmaznak, amelyek kiterjesztik az op-amp képességeit.
A tápellátásra vonatkozó következtetéseket nem kell jelölni, mert. ez növeli a diagram olvashatóságát. Az IP pozitív kapcsa vagy pólusának kimeneti teljesítménye az áramkör tetején található.
Főbb jellemzők
Az op-erősítők, mint a többi rádiókomponens, rendelkeznek TX-vel, amely típusokra osztható:
- Erősítő.
- Bemenet.
- Hétvégén.
- Energia.
- Sodródás.
- Frekvencia.
- teljesítmény.
Az erősítés a műveleti erősítő fő jellemzője. A kimeneti jel és a bemenet aránya jellemzi. Ezt amplitúdónak vagy transzfer TX-nek is nevezik, amely függőségi gráfok formájában jelenik meg. A bemenet tartalmazza az op-amp bemenetének összes értékét: Rin, előfeszítési áramok (Ism) és eltolás (Iin), drift és maximális bemeneti különbség U (Udifmax).
Az Icm az op-amp működtetésére szolgál a bemeneteken. Az Iin az op-amp bemeneti fokozatának működéséhez szükséges. Iin shift - az Icm különbség az op-amp 2 bemeneti félvezetőjénél.
Az áramkörök építésénél ezeket I figyelembe kell venni az ellenállások bekötésénél. Ha az Iin-t nem vesszük figyelembe, akkor ez U differenciál létrehozásához vezethet, ami az op-amp helytelen működéséhez vezet.
Udifmax - U, amely az op-erősítő bemenetei közé kerül. Értéke a differenciálkaszkád félvezetőinek károsodásának kizárását jellemzi.
Az op-amp bemenetei közötti megbízható védelem érdekében 2 dióda és egy zener dióda van párhuzamosan csatlakoztatva. Az R differenciális bemenetet a két bemenet közötti R, az R közös módú bemenetet pedig a műveleti erősítő 2 kombinált bemenete és a föld (föld) közötti érték jellemzi. A műveleti erősítő kimeneti paraméterei közé tartozik az R kimenet (Rout), a maximális U és I kimenet. A jobb erősítési jellemzők érdekében a Rout paraméternek kisebbnek kell lennie.
Kis Rout eléréséhez emitter követőt kell használnia. A kimenet az I kollektorral van cserélve.Az Energy TX becslése az operációs rendszer által fogyasztott maximális teljesítmény alapján történik. Az op-amp hibás működésének oka a differenciálerősítő fokozat félvezetőinek TX-jének terjedése, ami a hőmérsékleti mutatóktól függ (hőmérséklet-drift). Az op-amp frekvencia paraméterei a főbbek. Hozzájárulnak a harmonikus és impulzusjelek (sebesség) erősítéséhez.
Az általános és speciális formájú IC op-amp egy kondenzátort tartalmaz, amely megakadályozza a nagyfrekvenciás jelek generálását. Alacsony értékű frekvenciákon az áramkörök nagy K együtthatóval rendelkeznek visszacsatolás nélkül (OS). Az operációs rendszer nem invertáló kapcsolatot használ. Ezenkívül bizonyos esetekben, például egy invertáló erősítő gyártása során, az operációs rendszert nem használják. Ezenkívül az op-amp dinamikus jellemzőkkel rendelkezik:
- Elfordulási sebesség Uout (SN Uout).
- Beállítási idő Uout (operációs erősítő válasz U ugrásnál).
Adott esetben
Kétféle op-amp áramkör létezik, amelyek a csatlakoztatás módjában különböznek egymástól. Az OU fő hátránya a Ku inkonzisztenciája, amely a működési módtól függ. A fő alkalmazási területek az erősítők: invertáló (IU) és nem invertáló (NIO). Az NRU áramkörben a Ku by U ellenállások állítják be (a jelet a bemenetre kell juttatni). Az OU szekvenciális típusú OOS-t tartalmaz. Ez a csatlakozás az egyik ellenálláson történik. Csak a V-on szolgálják fel.
A DUT-ban a jelek fáziseltolásosak. A kimenő negatív feszültség előjelének megváltoztatásához párhuzamos visszacsatolás szükséges az U-ra, a nem invertáló bemenetet földelni kell. A bemeneti jel egy ellenálláson keresztül az invertáló bemenetre kerül.Ha a nem invertáló bemenet földre megy, akkor a műveleti erősítő bemenetei közötti U különbség 0.
Kiválaszthatja az operációs rendszert használó eszközöket:
- Előerősítők.
- Hang- és videofrekvenciás jelek erősítői.
- U összehasonlítók.
- Diffamplifierek.
- Megkülönböztetők.
- Integrátorok.
- szűrőelemek.
- Egyenirányítók (a kimeneti paraméterek pontossága).
- U és I stabilizátorok.
- Analóg típusú számológép.
- ADC (analóg-digitális átalakítók).
- DAC (digitális-analóg konverterek).
- Különféle jelek generálására szolgáló eszközök.
- Számítógépes technológia.
A műveleti erősítőket és alkalmazásukat széles körben használják különféle berendezésekben.
Hasonló cikkek:
