Διάφορες Εφαρμογές Op Amp στην Ηλεκτρονική

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Ένας λειτουργικός ενισχυτής είναι ένας ενσωματωμένο κύκλωμα που λειτουργεί ως ενισχυτής τάσης. Ένα op amp ως διαφορική είσοδος. Ότι έχει δύο εισόδους αντίθετης πολικότητας. Μια λειτουργία ως μία είσοδος αντίθετης πολικότητας. Ένα op-amp έχει μία έξοδο και πολύ υψηλό κέρδος, το οποίο δίνει αυτό το σήμα εξόδου.

Γενικά, χρησιμοποιούμε πολλές εφαρμογές χρησιμοποιώντας op-amp όπως




  • Διαφορικοί ενισχυτές
  • Ενισχυτές αντιστροφής
  • Ενισχυτές χωρίς αντιστροφή
  • Οπαδοί τάσης
  • Ενισχυτές αθροίσματος
  • Ενισχυτές οργάνων

Θα λειτουργήσει ως μερικοί ταλαντωτές

  • Ταλαντωτές Γέφυρας Wien

Θα λειτουργήσει ως μερικά φίλτρα χρησιμοποιώντας λειτουργικούς ενισχυτές



  • Οι λειτουργικοί ενισχυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ενεργών φίλτρων, παρέχοντας λειτουργίες υψηλής διέλευσης, απόρριψης ζώνης και καθυστέρησης. Η υψηλή αντίσταση εισόδου, το κέρδος ενός op-amp επιτρέπει τον απλό υπολογισμό των τιμών των στοιχείων.

Μερικοί από τους λειτουργικούς ενισχυτές μπορούν γενικά να χρησιμοποιηθούν ως συγκριτικά

Το βασικό σχηματικό διάγραμμα σύγκρισης όπως φαίνεται στο σχήμα


Συγκριτής

Συγκριτής

Τώρα θα συζητήσουμε λεπτομερώς διάφορους τύπους διαφορικών ενισχυτών βήμα προς βήμα

Διαφορικοί ενισχυτές

Ο διαφορικός ενισχυτής ενισχύει τη διαφορά μεταξύ δύο τάσεων, καθιστώντας αυτόν τον τύπο λειτουργικού κυκλώματος ενισχυτή ως υπο-τρακτέρ σε αντίθεση με έναν ενισχυτή αθροίσματος που προσθέτει ή αθροίζει τις τάσεις εισόδου. Αυτά τα τύποι κυκλωμάτων λειτουργικών ενισχυτών είναι κοινώς γνωστοί ως διαφορικός ενισχυτής. Συνδέοντας κάθε εσωτερική είσοδο με γείωση 0v μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την υπέρθεση για να λύσουμε την τάση εξόδου Vout. Η εξίσωση του Vout είναι

Διαφορετικός ενισχυτής

Διαφορετικός ενισχυτής

V out = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)

Σε αυτήν την εξίσωση R1 = R2 και R3 = R4 τότε χρησιμοποιώντας αυτήν την εξίσωση

V out = R3 / R1 (V2-V1).

Εάν όλες αυτές οι αντιστάσεις έχουν όλες τις ίδιες ωμικές τιμές, δηλαδή R1 = R2 = R3. Στη συνέχεια, το κύκλωμα θα γίνει διαφορικό op ενισχυτή Unity.

Εφαρμογές διαφορικών ενισχυτών

  • Χρησιμοποιείται ως κύκλωμα αρνητικής ανάδρασης σειράς με χρήση ενισχυτή op
  • Γενικά, χρησιμοποιούμε διαφορικό ενισχυτή που λειτουργεί ως κύκλωμα ελέγχου έντασης.
  • Ο διαφορικός λειτουργικός ενισχυτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αυτόματο κύκλωμα ελέγχου κέρδους.
  • Μερικοί από τους διαφορικούς λειτουργικούς ενισχυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαμόρφωση πλάτους.

Αντιστροφή λειτουργικών ενισχυτών

Ένας ανεστραμμένος ενισχυτής είναι ένα κύκλωμα κλειστού βρόχου το λειτουργικό κύκλωμα ενισχυτή συνδέεται με την ανάδραση για να παράγει τη λειτουργία ανάδρασης. Όταν ασχολείστε με ενισχυτές op υπάρχουν δύο πολύ σημαντικοί κανόνες που πρέπει να θυμάστε σχετικά με την αντιστροφή ενισχυτή, αυτοί δεν είναι ροές ρεύματος στο τερματικό εισόδου. Και ότι το V1 είναι πάντα ίσο με το V2. Ωστόσο, στον πραγματικό κόσμο τα κυκλώματα op amp και οι δύο αυτοί κανόνες είναι ελαφρώς σπάσιμο.

Αυτό συμβαίνει επειδή η διασταύρωση της διασταύρωσης του σήματος εισόδου και ανάδρασης έχει το ίδιο δυναμικό με τη θετική είσοδο, η οποία είναι στα 0 βολτ ή γείωση, τότε η διασταύρωση είναι μια εικονική γη.

Λόγω του κόμβου εικονικής γης, η αντίσταση εισόδου του ενισχυτή είναι ίση με την τιμή της αντίστασης εισόδου, το R in και το κέρδος κλειστού βρόχου του αντιστρεπτού ενισχυτή μπορεί να ρυθμιστεί από την αναλογία των δύο εξωτερικών αντιστάσεων.

Είπαμε παραπάνω ότι υπάρχουν πολύ σημαντικοί κανόνες που πρέπει να θυμάστε για την αντιστροφή ενισχυτή ή για οποιονδήποτε λειτουργικό ενισχυτή εμφανίζεται παρακάτω

  • Δεν ρέει ρεύμα στα τερματικά εισόδου
  • Η διαφορική τάση εισόδου είναι 0 ως V1 = V2 = 0.

Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας δύο κανόνες μπορούμε να αντλήσουμε την εξίσωση υπολογίζοντας το κέρδος κλειστού βρόχου ενός αντιστρεπτικού ενισχυτή

Ενισχυτής αντιστροφής

Ενισχυτής αντιστροφής

I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)

Επομένως I = (Vin-V2) / Rin

I = (V2-Vout) / Rf

Το κλειστό βρόχο Gain δίνεται ως Vout / Vin = -Rf / Rin

Το κέρδος τάσης κλειστού βρόχου είναι ίσο με Vout = –Rf / Rin * Vin

Το αρνητικό σύμβολο στην εξίσωση υποδεικνύει αντιστροφή του σήματος εξόδου με αντίστοιχη την είσοδο ως 180 μοίρες εκτός της φάσης

Εφαρμογές του ενισχυτή αντιστροφής

  • Ο ενισχυτής αναστροφής είναι πλήρης για τον ενισχυτή τάσης ή τον ενισχυτή αθροίσματος
  • Ο ενισχυτής αναστροφής ισχύει για τον καλοκαιρινό ενισχυτή κλιμάκωσης.
  • Ισχύει για ισορροπημένο ενισχυτή.

Ενισχυτής χωρίς αντιστροφή

Ενισχυτής χωρίς αναστροφή όπου η έξοδος είναι με την ίδια έννοια ή σε φάση με την είσοδο. Σε αυτό το κύκλωμα το σήμα εφαρμόζεται στην μη αναστρέψιμη είσοδο του λειτουργικού ενισχυτή. Ωστόσο, η ανατροφοδότηση λαμβάνεται από την έξοδο μέσω μιας αντίστασης στην αντίστροφη είσοδο του λειτουργικού ενισχυτή όπου μια άλλη αντίσταση μεταφέρεται στη γείωση. Ο βασικός μη αναστρέψιμος ενισχυτής φαίνεται στο σχήμα

Ενισχυτής χωρίς αντιστροφή

Ενισχυτής χωρίς αντιστροφή

Το κέρδος του κυκλώματος μη αναστρέψιμου ενισχυτή του λειτουργικού ενισχυτή είναι εύκολο να προσδιοριστεί και η έξοδος του μη ανεστραμμένου ενισχυτή είναι ίδια με τις τάσεις εισόδου. Έτσι, ότι το κέρδος του ενισχυτή είναι εξαιρετικά υψηλό.

Καθώς η είσοδος στο op amp δεν τραβάει ρεύμα, αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα που ρέει στις αντιστάσεις R1 και R2 και η τάση και στις δύο εισόδους είναι ίδια. Η εξίσωση του μη ανεστραμμένου ενισχυτή μπορεί να ονομαστεί ως Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1.

Εφαρμογές του μη αναστρέψιμου ενισχυτή

  • Ένας μη αναστρέψιμος ενισχυτής χρησιμοποιεί μια αρνητική ανατροφοδότηση σύνδεσης διαχωριστή τάσης.
  • Εδώ το κέρδος τάσης είναι πάντα μεγαλύτερο από 1.

Ακόλουθο τάσης

Ένας ακόλουθος τάσης καλείται επίσης ως ενισχυτής ενότητας, ένας ενισχυτής buffer και ένας ενισχυτής απομόνωσης) είναι ένα κύκλωμα op-amp που έχει ένα κέρδος τάσης 1.

Αυτό σημαίνει ότι το op amp δεν παρέχει καμία ενίσχυση στο σήμα. Ο λόγος που καλείται ως ακόλουθος τάσης είναι επειδή η τάση εξόδου δεν παρέχει την τάση εισόδου.

Ακόλουθο τάσης

Ακόλουθο τάσης

Ένα κύκλωμα op-amp είναι πολύ υψηλή αντίσταση εισόδου. Αυτή η υψηλή αντίσταση εισόδου είναι ο λόγος που χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τάσης. Το φορτίο απαιτεί και αντλεί ένα τεράστιο ρεύμα. Αυτό προκαλεί ένα τεράστιο ποσό δύναμης να τραβηχτεί από το πηγή ενέργειας μικρό. Οι ακόλουθοι τάσης καλούνται επίσης ως buffer τάσης.

Εφαρμογές της τάσης Follower

  • Υψηλή αντίσταση εισόδου και πολύ χαμηλή αντίσταση εξόδου
  • Οι ακόλουθοι τάσης χρησιμοποιούνται γενικά για την απομόνωση των σταδίων μεταξύ τους.
  • Ο ακόλουθος τάσης καλείται επίσης ως buffer τάσης.

Ενισχυτής Summing

Ο ενισχυτής αθροίσματος είναι μία από τις εφαρμογές του αντιστρεπτικού λειτουργικού ενισχυτή, αλλά αν προσθέσουμε μια άλλη αντίσταση εισόδου ίση με τις τιμές στην άλλη αντίσταση εισόδου, Rin καταλήγουμε ένα άλλο ενισχυτή ονομάζεται ενισχυτής αθροίσματος.

Ενισχυτής Summing

Ενισχυτής Summing

Είναι επίσης ως σύμβολο κύκλου αθροιστή τάσης στο παραπάνω άθροισμα των τάσεων εισόδου του ενισχυτή V1, V2, V3 και οι αντιστάσεις εισόδου είναι Rin, Feedback αντιστάσεις είναι Rf. Έτσι, το summing applier φαίνεται στο σχήμα

-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3… κ.λπ.)

Εφαρμογές του Summing Amplifier

Φωτογραφικές μονάδες