L'amplificador operacional: el tipus de circuit, el principi de funcionament. El circuit amplificador en l'amplificador operacional no inversor. Esquema de corrent continu de voltatge de l'amplificador amplificador operacional

L'article es considera un estàndard circuit amplificador és un amplificador operacional, i són exemples de diferents maneres de funcionament d'aquest dispositiu. Fins a la data, cap de la unitat de control no pot prescindir de la utilització d'amplificadors operacionals. Aquesta és una eina veritablement versàtil que li permeten realitzar diverses funcions amb el senyal. Sobre com funciona i què és exactament fa que sigui possible fer aquest dispositiu i aprendre sobre.

amplificador inversor

Conduir amplificador inversor de l'amplificador operacional és bastant simple, es pot veure a la imatge. En la seva essència és un amplificador operacional (connexió tipus es considera en aquest article). A més, aquí:

1. L'R1 una caiguda de tensió resistor està present en el valor que és el mateix que el d'entrada.
2. En el resistor R2 també té una caiguda de tensió - és la mateixa que la sortida.

En aquest cas la relació de tensió de sortida del valor de la resistència R2 és a l'entrada que fa a R1, però de nou en el signe. El coneixement dels valors de tensió i resistència es pot calcular el guany. Per a això, es divideix el voltatge de sortida a la tensió d'entrada. En aquest amplificador operacional (circuit pot tenir qualsevol commutació) pot tenir la mateixa guany independentment del tipus.

Ocupacions de retroalimentació

retroalimentació treball - ara un punt fonamental cal comprendre amb més detall. Suposem que, a l'entrada hi ha una certa tensió. Per simplicitat, els càlculs prendran el valor d'1 V. Suposem també que R1 = 10 K, R2 = 100 ohms.

Ara suposem que hi ha alguna situació imprevista, a causa de la qual cosa la tensió de l'etapa de sortida s'ha fixat a 0 V. A continuació, hi ha un patró interessant - dues resistències comencen a treballar en parelles, junts creen a partir d'un divisor de tensió. A la sortida de l'etapa inversora es manté a 0,91 V. Això permet que el sistema operatiu per fixar entrades desajust, i es produeix la reducció de tensió de sortida. Per tant, un diagrama de disseny molt simple d'amplificadors operacionals, un amplificador de senyal que dóna compte de la funció del sensor, per exemple.

I aquest canvi continuarà tots els porus, sempre que s'estableix en el valor de sortida és estable a 10 V. Va ser en aquest moment en les entrades dels potencials amplificador operacional són iguals. I que serà el mateix que el potencial de terra. D'altra banda, si la tensió de sortida del dispositiu continuarà a disminuir, i serà menys de -10 V en el potencial d'entrada es fa inferior a la de terra. Conseqüència - la tensió de sortida comença a augmentar.

En un esquema tal té un desavantatge - la impedància d'entrada és molt petita, sobretot en els amplificadors amb un alt valor de guany de tensió, si el bucle de realimentació està tancat. Un disseny, es discuteix a continuació, privat de totes aquestes deficiències.

L'amplificador no inversor

La figura mostra un diagrama d'un amplificador no inversor és un amplificador operacional. Després de l'anàlisi, podem treure diverses conclusions:

1. valor de la tensió UA igual a l'entrada.
2. Amb el divisor de la tensió UA, que és la relació de la tensió de sortida de treball a la suma de R1 i resistències R1 i R2.
3. En el cas on el valor d'UA és igual a la tensió d'entrada, el guany és la proporció de tensió de sortida a l'entrada (o pot ser relativa a les resistències R2 i R1 afegeixen unitat).

Aquesta estructura es denomina l'amplificador no inversor, té una impedància d'entrada pràcticament infinita. Per exemple, per amplificadors operacionals 411 sèries del seu valor - 1012, almenys. I per amplificadors operacionals utilitzant transistor semiconductor bipolar, generalment en excés de 108 ohms. I aquí és la impedància de sortida de la cascada, així com en l'esquema descrit anteriorment és molt petit - compartir ohms. I ha de ser pres en compte quan es realitza el càlcul circuits amb amplificadors operacionals.

amplificador Esquema AC

Tots dos esquemes discutits en l'article anteriorment funcionen amb corrent continu. Però si una qualitat de la comunicació de la font de senyal d'entrada i l'amplificador serveix corrent altern que proporcionarà terreny per al corrent en l'entrada. I cal prestar atenció al fet que el valor actual és extremadament petit en grandària.

En el cas en què no hi ha senyals necessaris d'un enfortiment de CA per reduir el guany de senyal de CC unitat. Això és especialment cert en els casos en què el guany de tensió és molt gran. A través d'això, és possible reduir significativament la influència de la tensió de tall, que es dóna al dispositiu d'entrada.

Un segon exemple d'un circuit per al funcionament amb una tensió alterna

En aquest esquema, a -3 dB es pot veure 17 Hz de freqüència de línia. Es desprèn de la impedància del condensador a dos quilos. Per tant, el condensador ha de ser prou gran.

Per construir l'alimentació de CA, s'ha d'utilitzar un no inversora circuits de tipus amb amplificadors operacionals. I ha de tenir un guany de voltatge suficientment gran. Però aquí hi ha el condensador pot ser massa gran, així que el millor és deixar de utilitzar-lo. És cert, cal triar la tensió de tall dreta, el que equival a valor zero. I és possible utilitzar un divisor en forma de T i augmentar els valors de resistència de les dues resistències en el circuit.

Què esquema és preferible utilitzar

La majoria dels desenvolupadors de donar la seva preferència als amplificadors no inversors, ja que tenen una molt alta impedància a l'entrada. I els esquemes de negligència tipus d'inversió. Però al final hi ha un gran avantatge - que no és la més exigent de l'amplificador operacional, que és el seu "cor".

A més, les característiques, de fet, ell és molt millor. I amb l'ajuda d'un imaginari del sòl pot combinar tots els senyals amb facilitat, i no van a tenir entre si una certa influència. Pot ser utilitzat en les estructures i el circuit amplificador de CC per a un amplificador operacional. Tot depèn de les seves necessitats.

I més recentment - en el cas que tot l'esquema, discutit aquí, està connectat a una sortida estable de l'altre amplificador operacional. En aquest cas, la impedància de l'entrada no és important - almenys 1 kW, fins i tot 10, tot i que l'infinit. En aquest cas, la primera etapa sempre compleix la seva funció en relació a la següent.

repetidor de conduir

Desenvolupat seguidor amplificador operacional similar a l'emissor construït el transistor bipolar. I porta a terme funcions similars. De fet, és un amplificador no inversor, que a la primera resistència és infinitament gran, i la segona és zero. En aquest cas, el guany és la unitat.

Hi ha tipus especials d'amplificadors operacionals que s'utilitzen en la tècnica només per als circuits repetidor. Tenen un rendiment molt millor - en general una alta velocitat. Com un exemple, com ara els amplificadors OPA633 operativa, LM310, TL068. Aquest últim té un cos com un transistor, així com tres conclusions. Molt sovint, aquests amplificadors es denominen simplement com amortidors. El fet que tenen propietats aïllants (impedància d'entrada molt alta i molt baixa de sortida). Sobre incorporat en aquest principi, i el circuit amplificador de corrent és un amplificador operacional.

La manera actiu

De fet, es tracta d'una manera d'exemple en què les sortides i entrades de l'amplificador operacional no està sobrecarregat. Si el circuit d'entrada subministra un senyal molt gran en la sortida que gairebé no comenci a tallar el nivell del receptor o la tensió d'emissor. Però quan la tensió de sortida es fixa en el nivell del tall - la tensió de les entrades OC no canvia. A aquesta escala no pot ser més gran que la tensió d'alimentació de l'etapa d'amplificació.

La majoria dels circuits d'amplificadors operacionals es calcula de manera que la magnitud és menor que la tensió d'alimentació és 2 V. No obstant això, tot depèn del que s'utilitza l'amplificador operacional circuit específicament amplificador. El mateix hi ha una limitació en la sostenibilitat de la font de corrent sobre la base de l'amplificador operacional.

Suposem que hi ha a la càrrega flotant font alguna caiguda de tensió. Si el corrent és la direcció normal de desplaçament, es pot trobar estrany al principi de la càrrega. Per exemple, diverses bateries perepolyusovannyh. Aquest disseny es pot utilitzar per obtenir una càrrega de corrent continu.

algunes precaucions

Amplificador de tensió simple amplificador operacional (circuit es pot triar qualsevol) es pot fer literalment "al genoll." Però cal tenir en compte algunes característiques especials. Assegureu-vos d'assegurar-se que el circuit de realimentació negativa. També diu que és inacceptable per a confondre no inversora i inversora entrades de l'amplificador. A més, ha de ser de cadena de realimentació per DC. En cas contrari, l'amplificador operacional començarà a moure ràpidament en la manera de saturació.

La major part de la tensió de funcionament diferencial d'entrada de l'amplificador és molt petit en valor. La diferència màxima entre la no inversora i entrades inversores pot restringir-se a un valor de 5 V a qualsevol connexió de la font d'alimentació. Si descuidem aquest terme, serà a l'entrada a un lloc de grans valors dels corrents que conduiran al fet que totes les característiques del circuit es deterioraran.

El pitjor d'això - la destrucció física de l'amplificador operacional. Com a resultat, deixa de funcionar circuit amplificador amplificador operacional complet.

Tenir en ment

I, per descomptat, hem de parlar sobre les regles que s'han de seguir per garantir un funcionament estable i de llarga durada de l'amplificador operacional.

El més important - DU té un guany molt alta tensió. I si la tensió entre les entrades canvien a compartir milivolts, la sortida del seu valor pot canviar significativament. Per tant, és important saber: des de la sortida de l'amplificador operacional està tractant de tractar d'assegurar que la diferència de tensió entre les entrades era a prop (idealment igual) a zero.

La segona regla - el consum de corrent de l'amplificador operacional és molt petita, nanoamperios literalment. Si l'entrada s'estableix en transistors d'efecte de camp, s'estima pA. Es pot concloure que les entrades no consumeixen corrent, no importa el que s'utilitza el circuit amplificador operacional - principi de funcionament segueix sent el mateix.

Però no crec que la unitat organitzativa és realment canvia constantment de la tensió d'entrada. Físicament, aquest exercici és gairebé impossible, ja que no hi hauria el compliment de la segona regla. A causa de que l'amplificador operacional d'avaluació contínua totes les entrades. Amb votacions de circuit de comunicació externa es transmet a la tensió d'entrada de la sortida. El resultat - entre les entrades de l'amplificador operacional és la diferència de voltatge de zero.

concepte de realimentació

És una noció comuna, i ja s'està utilitzant en un sentit ampli en tots els camps de la tecnologia. En qualsevol sistema de control té un circuit de retroalimentació que compara el senyal de sortida i el valor d'ajust (referència). Depenent del que el valor actual - es produeix una correcció en la direcció correcta. En el qual el sistema de control pot ser qualsevol cosa, fins i tot un cotxe que viatja en el camí.

El conductor trepitja el fre, i la resposta és - el començament de la desacceleració. Per analogia amb un exemple tan simple, podem entendre millor les votacions en els circuits electrònics. Un vot negatiu - si en pressionar el pedal del fre el cotxe s'accelera.

L'electrònica de retroalimentació és el procés durant el qual la transmissió es produeix des de la sortida al senyal d'entrada. Així, hi ha també establir-se en el senyal d'entrada. D'una banda, no és idea molt sensible, de fet, pot semblar des de l'exterior, el que redueix en gran mesura el guany. Aquestes revisions, per cert, els fundadors van rebre retroalimentació en el desenvolupament de l'electrònica. Però cal entendre amb més detall en el seu impacte sobre amplificadors operacionals - consideri circuits pràctics. I queda clar que és cert i lleugerament redueix el guany, però li permet millorar algunes altres opcions:

1. Suavitzar la resposta de freqüència (que condueix a la seva necessària).
2. Permet predir el comportament de l'amplificador.
3. Capaç d'eliminar la no linealitat i la distorsió del senyal.

El més comentaris (estem parlant del negatiu), la menor influència en el rendiment de l'amplificador amb un sistema operatiu obert. Resultat - tots els seus paràmetres depenen només de què propietats d'un circuit.

Val la pena parar atenció al fet que tots els amplificadors operacionals opera en una manera amb una resposta molt profunda. Un guany de voltatge (el seu llaç obert) pot arribar fins i tot a diversos milions. Per tant, el circuit amplificador és un amplificador operacional està extremadament exigent en el compliment de tots els paràmetres de la font d'alimentació i el nivell de senyal d'entrada.