De op-amp: het schakelingstype het werkingsprincipe. De versterkerschakeling op de niet-inverterende operationele versterker. Regeling gelijkspanning versterker operationele versterker

Het artikel wordt beschouwd als een standaard versterkerschakeling een operationele versterker, en zijn voorbeelden van verschillende werkingsmodi van deze inrichting. Tot op heden, kan geen van de controle-eenheid niet zonder het gebruik van operationele versterkers. Dit is echt een veelzijdige tools die u toelaten om verschillende functies uit te voeren met het signaal. Over hoe het werkt en wat maakt precies het mogelijk om dit apparaat te maken u en leert op.

omkeerversterker

Rijden omkeerversterker op-amp is eenvoudig genoeg, je kunt het zien in de afbeelding. In de kern is een operationele versterker (verbindingstype geoordeeld in dit artikel). Bovendien, hier:

1. De weerstand R1 een spanningsval aanwezig is op de waarde is gelijk aan het ingangssignaal.
2. In de weerstand R2 heeft ook een spanningsval - het is hetzelfde als de output.

In dit geval is de uitgangsspanning verhouding van de weerstandswaarde R2 aan de ingang met betrekking tot R1, maar weer van teken. Het kennen van de spanning en weerstandswaarden kan worden berekend gain. Hiertoe verdeel de uitgangsspanning de ingangsspanning. In deze operationele versterker (schakelschakeling kan elke hebben) kunnen dezelfde versterking hebben ongeacht het type.

feedback Jobs

job feedback - nu een cruciaal punt je nodig hebt om te begrijpen in meer detail. Veronderstel, bij de ingang is er een zekere spanning. Eenvoudigheidshalve zal berekeningen de waarde 1 aannemen V. Neem aan dat R1 = 10K, R2 = 100 ohm.

Stel nu dat er een onvoorziene situatie, waardoor de uitgangstrap spanning is ingesteld op 0 V. Vervolgens is er een interessant patroon - twee weerstanden beginnen te werken in tweetallen, samen creëren ze uit een spanningsdeler. Aan de uitgang van de omkeertrap wordt gehandhaafd op 0,91 V. Hierdoor kan het besturingssysteem mismatch inputs vast, en de uitgangsspanning reductie plaatsvindt. Daarom is een zeer eenvoudige diagram van operationele versterkers, een signaalversterker die de functie van de sensor realiseert, bijvoorbeeld.

En deze verandering blijft de poriën, mits ligt aan de uitvoerwaarde stabiel is bij 10 V. Het is op dit moment de ingangen van de operationele versterker potentialen gelijk. En ze zal hetzelfde zijn als de grond potentieel. Anderzijds, wanneer de uitgangsspanning van de inrichting blijft afnemen en zal minder dan -10 V aan de ingang potentiaal lager dan die van grond. Gevolg - de uitgangsspanning begint toe te nemen.

In een dergelijk systeem het nadeel - de ingangsimpedantie is zeer klein, vooral versterkers met een hoge waarde van spanningsversterking, indien de terugkoppellus gesloten. Een ontwerp, hierna besproken, beroofd van al deze tekortkomingen.

De niet-inverterende versterker

De figuur toont een schema van een niet-inverterende versterker een operationele versterker. Na het analyseren, kunnen we een aantal conclusies trekken:

1. UA spanningswaarde gelijk aan de invoerwaarde.
2. Met divider van de UA, die de verhouding is van het werk uitgangsspanning de som van R1 en R1 en R2 weerstanden.
3. In een geval waarbij de waarde van UA is gelijk aan de ingangsspanning de versterking is de verhouding tussen de uitgangsspanning ingang (of kan ten opzichte van de weerstanden R2 en R1 eenheid toe te voegen).

Deze structuur wordt de niet-inverterende versterker heeft een vrijwel oneindige ingangsimpedantie. Om bijvoorbeeld operationele versterkers 411 serie zijn waarde - 1012, tenminste. En voor operationele versterkers met behulp van bipolaire halfgeleider transistor, meestal meer dan 108 ohm. En hier is de output impedantie van de cascade, evenals in de eerder besproken regeling is zeer klein - deel ohm. En het moet rekening worden gehouden bij de berekening wordt uitgevoerd schakelingen met operationele versterkers.

Scheme AC versterker

Beide regelingen besproken in het artikel eerder uitgevoerd op gelijkstroom. Maar als een communicatiekwaliteit van het ingangssignaal bron en de versterker dient wisselstroom die reden zorgt voor de stroom aan de ingang. En wat je nodig hebt om aandacht te besteden aan het feit dat de huidige waarde is zeer klein in omvang.

In het geval dat er een versterking van AC signalen die nodig zijn om de winst te eenheid DC-signaal te verminderen. Dit geldt met name in gevallen waarin de spanning te krijgen is erg groot. Hierdoor is het mogelijk de invloed van de schuifspanning, die wordt gegeven aan de invoerinrichting aanzienlijk verminderen.

Een tweede voorbeeld van een schakeling voor gebruik met een wisselspanning

In deze regeling, bij -3 dB kan worden gezien lijnfrequentie 17Hz. Uit de impedantie van de condensator op twee kilo. Daarom moet de condensator groot genoeg zijn.

Om het stopcontact te bouwen, moet u een niet-inverterende soort circuits met operationele versterkers gebruiken. En hij moet een voldoende grote spanning winst te hebben. Maar hier is het condensator kan te groot zijn, dus is het het beste om te stoppen met het gebruik ervan. True, is het noodzakelijk om de juiste shear stress te kiezen, gelijk te naar nul. En het is mogelijk om een T-vormig divider en in de schakeling verhoging van de weerstandswaarden van twee weerstanden.

Welke regeling heeft de voorkeur om te gebruiken

De meeste ontwikkelaars geven hun voorkeur aan de niet-inverterende versterkers, omdat ze een zeer hoge impedantie aan de ingang. En verwaarlozing regelingen soort omkeren. Maar eindelijk is er een enorm voordeel - het is niet de meest veeleisende van de operationele versterker, die haar "hart".

Bovendien, de kenmerken, in feite is hij veel beter. En met de hulp van een denkbeeldige grond kan alle signalen gemakkelijk te combineren, en ze zullen elkaar niet hebben enige invloed. Het kan gebruikt worden in constructies en de DC versterkerschakeling een operationele versterker. Het hangt allemaal af van uw behoeften.

En het meest recent - in het geval de gehele regeling hier besproken, is verbonden met een stabiele output van de andere operationele versterker. In dit geval is de impedantie van de ingang niet belangrijk - ten minste 1 kW, zelfs 10 hoewel oneindig. In dit geval is de eerste fase dient steeds het doel ten opzichte van de andere.

rijden repeater

Aangedreven volger operationele versterker gelijk aan de emitter gebouwd bipolaire transistor. En voert soortgelijke functies. In feite is een niet-inverterende versterker, waarvan de eerste weerstand oneindig groot, en de tweede nul. In dit geval is de winst is eenheid.

Er zijn speciale soorten operationele versterkers die worden gebruikt in de techniek alleen voor de repeater circuits. Ze hebben veel betere prestaties - meestal een hoge snelheid. Als voorbeeld, zoals operationele versterkers OPA633, LM310, TL068. Deze een lichaam zoals een transistor, en drie conclusies. Heel vaak worden deze versterkers kortweg buffers. Dat zij isolerende eigenschappen (hoge ingangsimpedantie en lage output). Over gebaseerd op dit principe, en stroomversterker schakeling een operationele versterker.

actieve modus

In feite is een dergelijke modus waarin de uitgangen en ingangen van de operationele versterker niet overbelast. Wanneer het ingangscircuit levert een zeer groot signaal aan de uitgang begint alleen op het niveau van de collector of de emitter spanning snijden. Maar wanneer de uitgangsspanning wordt vastgesteld op het niveau van de snede - de ingangen OC voltage verandert niet. Op deze schaal kan niet groter zijn dan de voedingsspanning van de versterkertrap is.

Meest circuits operationele versterkers zodanig dat de grootte kleiner is dan de voedingsspanning wordt berekend 2 V. Echter, alles hangt af van wat wordt gebruikt specifiek versterkerschakeling operationele versterker. Hetzelfde is er een beperking van de houdbaarheid van de stroombron aan de hand van de operationele versterker.

Stel dat er in de bron drijvende belasting enkele spanningsverlies. Als de stroom is de normale rijrichting, kunnen in eerste instantie vreemd belasting te vinden. Bijvoorbeeld, een aantal perepolyusovannyh batterijen. Dit ontwerp kan worden gebruikt om een gelijkstroom lading verkrijgen.

een aantal voorzorgsmaatregelen

Eenvoudige spanning versterker operationele versterker (keten kan worden gekozen aanwezig) kan letterlijk worden "op zijn knie." Maar het moet rekening houden met een aantal speciale functies. Zorg ervoor dat u ervoor te zorgen dat de terugkoppeling in de negatieve. Het zegt ook dat het onaanvaardbaar is om niet-inverterende en inverterende ingangen van de versterker te verwarren. Bovendien moet er feedback keten voor DC zijn. Anders zal de versterker op beginnen te snel in de verzadiging modus te bewegen.

De meeste operationele versterkeringang verschilspanning zeer kleine waarde. Het maximale verschil tussen de inverterende en inverterende ingangen kan worden beperkt tot een waarde van 5 V op elk aansluiten van de stroombron. Als we deze term verwaarlozen, zal op de ingang van een vrij grote waarden van stromen die zal leiden tot het feit dat alle kenmerken van de schakeling verslechtert.

Het ergste in deze - de fysieke vernietiging van de operationele versterker. Daardoor stopt volledig werkende versterkerschakeling versterker.

Houd in gedachten

En, natuurlijk, we moeten praten over de regels die moeten worden gevolgd om een stabiele en langdurige werking van de operationele versterker te waarborgen.

Het belangrijkste is - DU heeft een zeer hoge spanning gewin. En als de spanning tussen de ingangen veranderen in millivolt te delen, de output van zijn waarde aanzienlijk kunnen veranderen. Het is daarom belangrijk om te weten: van de op-amp uitgang probeert te proberen ervoor te zorgen dat het spanningsverschil tussen de ingangen dicht (idealiter gelijk) naar nul.

De tweede regel - het stroomverbruik van de operationele versterker is zeer klein, letterlijk nA. Als de ingang is ingesteld op field-effect transistors, wordt geschat pA. Geconcludeerd kan worden dat de inbreng geen stroom verbruikt, wat wordt gebruikt operationele versterkerschakeling - werkingsprincipe hetzelfde blijft.

Maar denk niet dat OU is echt verandert voortdurend van de ingangsspanning. Fysiek, deze oefening is bijna onmogelijk, omdat er voldaan aan de tweede regel zou zijn. Vanwege de operationele versterker permanente evaluatie van alle ingangen. Feedback van externe communicatieschakeling verzonden met de ingangsspanning van de uitgang. Het resultaat - tussen de ingangen van de operationele versterker is het spanningsverschil nul.

feedback-concept

Het is een algemeen begrip, en het wordt al gebruikt in brede zin op alle gebieden van de technologie. In elk controlesysteem een terugkoppellus dat het uitgangssignaal en de ingestelde waarde (referentie) vergelijkt. Afhankelijk van wat de huidige waarde - er is een correctie in de goede richting. Waarbij het besturingssysteem alles, zelfs een auto die rijdt op de weg kan zijn.

De chauffeur drukt op de rem, en de feedback is - het begin van de vertraging. Naar analogie met een eenvoudig voorbeeld, kunnen we beter inzicht in de feedback in elektronische circuits. Een negatieve feedback - indien bij het indrukken van het rempedaal de auto versnelt.

De feedback elektronica is het proces waarbij signaaloverdracht van de uitgang naar het ingangssignaal. Zo is er ook afzetten op het ingangssignaal. Aan de ene kant is het niet erg verstandig idee, kan het in feite lijken van de buitenkant, waarin de winst sterk verminderen. Dergelijke beoordelingen, door de manier, kreeg de oprichters in de elektronica ontwikkeling feedback. Maar het is noodzakelijk om te begrijpen in meer detail in de impact ervan op de operationele versterkers - overwegen praktische circuits. En het wordt duidelijk dat het waar is en iets vermindert de winst, maar stelt u in staat om een paar andere opties te verbeteren:

1. Glad de frequentierespons (leidend tot hun noodzakelijke).
2. Het maakt het mogelijk om het gedrag van de versterker te voorspellen.
3. Staat de niet-lineariteit op te heffen en signaalvervorming.

Hoe meer feedback (we hebben het over de negatieve), hoe minder invloed op de versterker prestaties met een open besturingssysteem. Resultaat - al zijn parameters alleen afhangt van welke eigenschappen van een circuit.

Het is de moeite waard aandacht te besteden aan het feit dat alle operationele versterkers die in een modus met een zeer diepe feedback. Een spanningsversterking (de open-loop) kan bereiken, zelfs een paar miljoen. Daarom is de versterkerschakeling een operationele versterker is zeer veeleisend na te gaan of alle parameters van voeding en het ingangssignaalniveau.