Τι είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής;

Στα ραδιοηλεκτρονικά και τα μικροκυκλώματα, ο λειτουργικός ενισχυτής (op-amp) χρησιμοποιείται ευρέως. Διαθέτει εξαιρετικά τεχνικά χαρακτηριστικά (TX) για την ενίσχυση του σήματος. Για να κατανοήσετε το εύρος του λειτουργικού συστήματος, πρέπει να γνωρίζετε την αρχή λειτουργίας του, το διάγραμμα σύνδεσης και το κύριο TX.

Τι είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής

OU - ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC), ο κύριος σκοπός του οποίου είναι να ενισχύσει την τιμή του συνεχούς ρεύματος. Έχει μόνο μία έξοδο, η οποία ονομάζεται διαφορική. Αυτή η έξοδος έχει υψηλό συντελεστή ενίσχυσης σήματος (Ky). Οι ενισχυτές λειτουργίας χρησιμοποιούνται κυρίως στην κατασκευή κυκλωμάτων με αρνητική ανάδραση (NFB), η οποία, με το κύριο κέρδος TX, καθορίζει το Ku του αρχικού κυκλώματος. Τα Op-amp χρησιμοποιούνται όχι μόνο με τη μορφή μεμονωμένων IC, αλλά και σε διαφορετικά μπλοκ σύνθετων συσκευών.

Το op-amp έχει 2 εισόδους και 1 έξοδο και έχει επίσης εξόδους για τη σύνδεση μιας πηγής ισχύος (IP). Η αρχή λειτουργίας ενός λειτουργικού ενισχυτή είναι απλή. Υπάρχουν 2 κανόνες που λαμβάνονται ως βάση.Οι κανόνες περιγράφουν τις απλές διεργασίες της λειτουργίας IC που λαμβάνουν χώρα στο λειτουργικό σύστημα και ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί το IC είναι ξεκάθαρος ακόμη και στα ανδρείκελα. Στην έξοδο, η διαφορά τάσης (U) είναι 0, και οι είσοδοι op-amp δεν αντλούν σχεδόν καθόλου ρεύμα (I). Η μία είσοδος ονομάζεται μη αντιστρεπτική (V+) και η άλλη λέγεται αναστροφή (V-). Επιπλέον, οι είσοδοι op-amp έχουν υψηλή αντίσταση (R) και δεν καταναλώνουν σχεδόν καθόλου I.

Το τσιπ συγκρίνει τις τιμές U στις εισόδους και εξάγει ένα σήμα, προενισχύοντάς το. Το Ku OU έχει υψηλή τιμή, που φτάνει το 1000000. Εάν εφαρμοστεί χαμηλό U στην είσοδο, τότε στην έξοδο είναι δυνατό να ληφθεί μια τιμή ίση με το U της πηγής ισχύος (Uip). Εάν το U στην είσοδο V+ είναι μεγαλύτερο από το V-, τότε η έξοδος θα είναι η μέγιστη θετική τιμή. Όταν τροφοδοτείται από ένα θετικό U της εισόδου αναστροφής, η έξοδος θα έχει μέγιστη αρνητική τάση.

Η κύρια απαίτηση για τη λειτουργία του ΛΣ είναι η χρήση διπολικής IP. Είναι δυνατή η χρήση μονοπολικής IP, αλλά οι δυνατότητες του op-amp είναι πολύ περιορισμένες. Εάν χρησιμοποιείτε μια μπαταρία και πάρετε την θετική της πλευρά ως 0, τότε κατά τη μέτρηση των τιμών, παίρνετε 1,5 V. Εάν πάρετε 2 μπαταρίες και τις συνδέσετε σε σειρά, τότε θα προστεθεί το U, δηλ. η συσκευή θα δείχνει 3 V.

Εάν πάρουμε τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας ως μηδέν, τότε η συσκευή θα δείχνει 3 V. Διαφορετικά, εάν πάρουμε τον θετικό ακροδέκτη ως 0, τότε παίρνουμε -3 V. Όταν χρησιμοποιούμε το σημείο μεταξύ των δύο μπαταριών ως μηδέν, αποκτήστε μια πρωτόγονη διπολική IP. Μπορείτε να ελέγξετε την υγεία του op-amp μόνο όταν το συνδέσετε στο κύκλωμα.

Τύποι και σύμβολα στο διάγραμμα

Με την ανάπτυξη των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, οι λειτουργικοί ενισχυτές βελτιώνονται συνεχώς και εμφανίζονται νέα μοντέλα.

Ταξινόμηση ανά εφαρμογή:

1. Το βιομηχανικό είναι μια φθηνή επιλογή.
2. Ακρίβεια (ακριβής εξοπλισμός μέτρησης).
3. Ηλεκτρομετρικό (μικρή τιμή Iin).
4. Micropower (κατανάλωση μικρής ισχύος I).
5. Προγραμματιζόμενο (τα ρεύματα ρυθμίζονται χρησιμοποιώντας το I εξωτερικό).
6. Ισχυρό ή υψηλό ρεύμα (δίνοντας μεγαλύτερη τιμή I στον καταναλωτή).
7. Χαμηλή τάση (λειτουργία σε U<3 V).
8. Υψηλή τάση (σχεδιασμένο για υψηλές τιμές U).
9. Γρήγορη απόκριση (υψηλός ρυθμός περιστροφής και συχνότητα κέρδους).
10. Με χαμηλό επίπεδο θορύβου.
11. Ηχητικός τύπος (χαμηλές αρμονικές).
12. Για διπολικό και μονοπολικό τύπο ηλεκτρικής παροχής.
13. Διαφορά (δυνατότητα μέτρησης χαμηλού U σε υψηλό θόρυβο). Χρησιμοποιείται σε παράκαμψη.
14. Ενισχυτικοί καταρράκτες τελικού τύπου.
15. Ειδικευμένος.

Σύμφωνα με τα σήματα εισόδου, οι ενισχυτές λειτουργίας χωρίζονται σε 2 τύπους:

1. Με 2 εισόδους.
2. Με 3 εισόδους. Η είσοδος 3 χρησιμοποιείται για την επέκταση της λειτουργικότητας. Διαθέτει εσωτερικό OOS.

Το κύκλωμα λειτουργικού ενισχυτή είναι αρκετά περίπλοκο και δεν έχει νόημα να το κατασκευάσει και ο ραδιοερασιτέχνης χρειάζεται μόνο να γνωρίζει το σωστό κύκλωμα μεταγωγής λειτουργικού ενισχυτή, αλλά για αυτό θα πρέπει να κατανοήσει κανείς την αποκωδικοποίηση των συμπερασμάτων του.

Οι κύριες ονομασίες των ευρημάτων του IC:

1. Το V+ είναι μια μη αντιστρεφόμενη είσοδος.
2. V- - είσοδος αναστροφής.
3. Vout - έξοδος Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - θετικός ακροδέκτης της IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - μείον IP.

Σχεδόν σε κάθε op-amp υπάρχουν 5 συμπεράσματα. Ωστόσο, ορισμένες ποικιλίες μπορεί να μην έχουν το V-. Υπάρχουν μοντέλα που έχουν επιπλέον συμπεράσματα που διευρύνουν τις δυνατότητες του op-amp.

Τα συμπεράσματα για την τροφοδοσία ρεύματος δεν χρειάζεται να επισημαίνονται, γιατί. Αυτό αυξάνει την αναγνωσιμότητα του διαγράμματος. Η ισχύς εξόδου από τον θετικό ακροδέκτη ή τον πόλο του IP βρίσκεται στην κορυφή του κυκλώματος.

Τα κύρια χαρακτηριστικά

Οι ενισχυτές Op-amp, όπως και άλλα εξαρτήματα ραδιοφώνου, έχουν TX, το οποίο μπορεί να χωριστεί σε τύπους:

1. Ενίσχυση.
2. Εισαγωγή.
3. Σαββατοκύριακα.
4. Ενέργεια.
5. Τάση.
6. Συχνότητα.
7. εκτέλεση.

Το κέρδος είναι το κύριο χαρακτηριστικό του op amp. Χαρακτηρίζεται από την αναλογία του σήματος εξόδου προς την είσοδο. Ονομάζεται επίσης πλάτος ή μεταφορά TX, το οποίο παρουσιάζεται με τη μορφή γραφημάτων εξάρτησης. Η είσοδος περιλαμβάνει όλες τις τιμές για την είσοδο του op-amp: Rin, ρεύματα πόλωσης (Ism) και shift (Iin), drift και μέγιστο διαφορικό εισόδου U (Udifmax).
Το Icm χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του op-amp στις εισόδους. Το Iin χρειάζεται για τη λειτουργία του σταδίου εισόδου του op-amp. Iin shift - η διαφορά Icm για 2 ημιαγωγούς εισόδου του op-amp.

Κατά την κατασκευή κυκλωμάτων, αυτά πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη σύνδεση αντιστάσεων. Εάν δεν ληφθεί υπόψη το Iin, τότε αυτό μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία ενός διαφορικού U, το οποίο θα οδηγήσει σε λανθασμένη λειτουργία του op-amp.
Udifmax - U, το οποίο τροφοδοτείται μεταξύ των εισόδων του op-amp. Η τιμή του χαρακτηρίζει τον αποκλεισμό ζημιών στους ημιαγωγούς του διαφορικού καταρράκτη.

Για αξιόπιστη προστασία μεταξύ των εισόδων του op-amp, 2 δίοδοι και μια δίοδος zener συνδέονται αντιπαράλληλα. Η διαφορική είσοδος R χαρακτηρίζεται από το R μεταξύ των δύο εισόδων και η είσοδος κοινού τρόπου λειτουργίας R είναι η τιμή μεταξύ των 2 εισόδων του ενισχυτή op που συνδυάζονται και της γείωσης (γείωση). Οι παράμετροι εξόδου του ενισχυτή λειτουργίας περιλαμβάνουν την έξοδο R (Rout), τη μέγιστη έξοδο U και I. Η παράμετρος Rout θα πρέπει να είναι μικρότερη σε τιμή για καλύτερα χαρακτηριστικά απολαβής.

Για να επιτύχετε ένα μικρό Rout, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν ακόλουθο πομπού. Το Iout αλλάζει με τον συλλέκτη I.Το Energy TX υπολογίζεται από τη μέγιστη ισχύ που καταναλώνει το λειτουργικό σύστημα. Ο λόγος για τη λανθασμένη λειτουργία του op-amp είναι η εξάπλωση του TX των ημιαγωγών της βαθμίδας του διαφορικού ενισχυτή, η οποία εξαρτάται από τους δείκτες θερμοκρασίας (τροποποίηση θερμοκρασίας). Οι παράμετροι συχνότητας του op-amp είναι οι κύριες. Συμβάλλουν στην ενίσχυση αρμονικών και παλμικών σημάτων (ταχύτητα).

Στο IC op-amp γενικής και ειδικής μορφής, περιλαμβάνεται ένας πυκνωτής για την πρόληψη της παραγωγής σημάτων υψηλής συχνότητας. Σε συχνότητες με χαμηλή τιμή, τα κυκλώματα έχουν μεγάλο συντελεστή Κ χωρίς ανάδραση (OS). Το λειτουργικό σύστημα χρησιμοποιεί μια σύνδεση χωρίς αναστροφή. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, στην κατασκευή ενός αναστροφικού ενισχυτή, το ΛΣ δεν χρησιμοποιείται. Επιπλέον, ο op-amp έχει δυναμικά χαρακτηριστικά:

1. Ρυθμός περιστροφής Uout (SN Uout).
2. Ρύθμιση χρόνου Uout (απόκριση op-amp στο jump U).

Ανάλογα με την περίπτωση

Υπάρχουν 2 τύποι κυκλωμάτων op-amp, τα οποία διαφέρουν στον τρόπο σύνδεσής τους. Το κύριο μειονέκτημα του OU είναι η ασυνέπεια του Ku, η οποία εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής είναι οι ενισχυτές: αντιστροφικοί (IU) και μη αναστροφικοί (NIO). Στο κύκλωμα NRU, το Ku by U ρυθμίζεται από αντιστάσεις (το σήμα πρέπει να εφαρμόζεται στην είσοδο). Το OU περιέχει ένα OOS διαδοχικού τύπου. Αυτή η σύνδεση γίνεται σε μία από τις αντιστάσεις. Σερβίρεται μόνο στο V-.

Στο DUT, τα σήματα μετατοπίζονται φάση. Για να αλλάξετε το πρόσημο της αρνητικής τάσης εξόδου, απαιτείται παράλληλη ανάδραση στο U. Η είσοδος, η οποία δεν είναι αντιστρεπτική, πρέπει να είναι γειωμένη. Το σήμα εισόδου τροφοδοτείται μέσω μιας αντίστασης στην είσοδο αναστροφής.Εάν η μη αντιστρεπτική είσοδος πάει στη γείωση, τότε η διαφορά U μεταξύ των εισόδων του ενισχυτή λειτουργίας είναι 0.

Μπορείτε να επιλέξετε συσκευές που χρησιμοποιούν λειτουργικό σύστημα:

1. Προενισχυτές.
2. Ενισχυτές σημάτων συχνότητας ήχου και εικόνας.
3. U συγκριτές.
4. Diffamplifiers.
5. Διαφοροποιητές.
6. Ολοκληρωτές.
7. στοιχεία φίλτρου.
8. Ανορθωτές (αυξημένη ακρίβεια των παραμέτρων εξόδου).
9. Σταθεροποιητές U και I.
10. Αναλογικός τύπος αριθμομηχανής.
11. ADC (μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό).
12. DAC (μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό).
13. Συσκευές για την παραγωγή διαφόρων σημάτων.
14. Τεχνολογία υπολογιστών.

Οι λειτουργικοί ενισχυτές και η εφαρμογή τους χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους εξοπλισμούς.

Παρόμοια άρθρα: