U radioelektronici i mikro krugovima, operacijsko pojačalo (op-amp) ima široku primjenu. Ima izvrsne tehničke karakteristike (TX) za pojačanje signala. Da biste razumjeli opseg OS-a, morate znati njegov princip rada, dijagram povezivanja i glavni TX.
Sadržaj
Što je operacijsko pojačalo
OU - integrirani krug (IC), čija je glavna svrha pojačati vrijednost istosmjerne struje. Ima samo jedan izlaz, koji se zove diferencijal. Ovaj izlaz ima visoki faktor pojačanja signala (Ky). Op-pojačala se uglavnom koriste u konstrukciji sklopova s negativnom povratnom spregom (NFB), koja s glavnim pojačanjem TX određuje Ku izvornog kruga. Op-pojačala se koriste ne samo u obliku pojedinačnih IC-ova, već iu različitim blokovima složenih uređaja.
Op-pojačalo ima 2 ulaza i 1 izlaz, a ima i izlaze za povezivanje izvora napajanja (IP). Princip rada operacijskog pojačala je jednostavan. Postoje 2 pravila koja se uzimaju kao osnova.Pravila opisuju jednostavne procese rada IC-a koji se odvijaju u OS-u, a kako IC radi jasno je čak i lutkama. Na izlazu je razlika napona (U) 0, a ulazi op-pojačala gotovo da ne troše struju (I). Jedan ulaz se naziva neinvertirajući (V+), a drugi invertirajući (V-). Osim toga, ulazi op-pojačala imaju visok otpor (R) i gotovo ne troše I.
Čip uspoređuje vrijednosti U na ulazima i daje signal, unaprijed ga pojačavajući. Ku OU ima visoku vrijednost, koja doseže 1000000. Ako se na ulaz primijeni mali U, tada je na izlazu moguće dobiti vrijednost jednaku U izvora napajanja (Uip). Ako je U na ulazu V+ veći nego na V-, tada će izlaz biti maksimalna pozitivna vrijednost. Kada se napaja pozitivnim U invertujućeg ulaza, izlaz će imati maksimalni negativni napon.
Glavni uvjet za rad OS-a je korištenje bipolarnog IP-a. Moguće je koristiti unipolarni IP, ali su mogućnosti op-pojačala jako ograničene. Ako koristite bateriju i uzmete njenu plus kao 0, tada pri mjerenju vrijednosti dobijete 1,5 V. Ako uzmete 2 baterije i spojite ih u seriju, tada će se dodati U, t.j. uređaj će pokazati 3 V.
Ako negativni terminal baterije uzmemo kao nulu, tada će uređaj pokazati 3 V. U suprotnom, ako uzmemo pozitivni terminal kao 0, tada ćemo dobiti -3 V. Kada koristimo točku između dvije baterije kao nulu, dobiti primitivni bipolarni IP. Zdravlje op-pojačala možete provjeriti samo kada ga spojite na krug.
Vrste i simboli na dijagramu
S razvojem električnih sklopova, operativna pojačala se stalno poboljšavaju i pojavljuju se novi modeli.
Klasifikacija prema primjeni:
- Industrijska je jeftina opcija.
- Preciznost (precizna mjerna oprema).
- Elektrometrijski (mala vrijednost Iin).
- Mikrosnaga (potrošnja male I snage).
- Programabilno (struje se postavljaju pomoću I eksternog).
- Snažan ili jako strujni (davanje veće vrijednosti I potrošaču).
- Niskonaponski (radi na U<3 V).
- Visok napon (dizajniran za visoke vrijednosti U).
- Brz odziv (visoka brzina uspona i frekvencija pojačanja).
- S niskom razinom buke.
- Zvučni tip (niski harmonici).
- Za bipolarni i unipolarni tip napajanja.
- Razlika (mogućnost mjerenja niskog U uz visoki šum). Koristi se u šantovima.
- Pojačavajuće kaskade gotovog tipa.
- Specijalizirani.
Prema ulaznim signalima, operacijska pojačala se dijele na 2 tipa:
- Sa 2 ulaza.
- Sa 3 ulaza. 3 ulaz se koristi za proširenje funkcionalnosti. Ima interni OOS.
Krug operacijskog pojačala je prilično kompliciran i nema smisla proizvoditi ga, a radio-amater treba samo znati ispravan sklop za prebacivanje operativnog pojačala, ali za to treba razumjeti dekodiranje njegovih zaključaka.
Glavne oznake nalaza IC-a:
- V+ je neinvertirajući ulaz.
- V- - invertirajući ulaz.
- Vout - izlaz Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - pozitivni terminal IP-a.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.
U gotovo svakom op-pojačalu postoji 5 zaključaka. Međutim, nekim sortama možda nedostaje V-. Postoje modeli koji imaju dodatne zaključke koji proširuju mogućnosti op-pojačala.
Zaključci za napajanje ne moraju biti označeni, jer. to povećava čitljivost dijagrama. Izlazna snaga s pozitivnog terminala ili pola IP-a nalazi se na vrhu kruga.
Glavne karakteristike
Op-pojačala, kao i druge radio komponente, imaju TX, koji se može podijeliti u vrste:
- Pojačavajući.
- Ulazni.
- Vikendima.
- Energija.
- Drift.
- Frekvencija.
- izvođenje.
Pojačanje je glavna karakteristika operacijskog pojačala. Karakterizira ga omjer izlaznog signala i ulaznog. Također se naziva amplituda ili prijenosni TX, koji je predstavljen u obliku grafova ovisnosti. Ulaz uključuje sve vrijednosti za ulaz op-pojačala: Rin, struje prednapona (Ism) i pomak (Iin), drift i maksimalni ulazni diferencijal U (Udifmax).
Icm se koristi za upravljanje op-pojačalom na ulazima. Iin je potreban za rad ulaznog stupnja op-pojačala. Iin shift - razlika Icm za 2 ulazna poluvodiča op-amp.
Prilikom izrade strujnih krugova, ove I moraju se uzeti u obzir pri spajanju otpornika. Ako se Iin ne uzme u obzir, to može dovesti do stvaranja diferencijalnog U, što će dovesti do nepravilnog rada op-pojačala.
Udifmax - U, koji se napaja između ulaza op-pojačala. Njegova vrijednost karakterizira isključenje oštećenja poluvodiča diferencijalne kaskade.
Za pouzdanu zaštitu između ulaza op-pojačala, 2 diode i zener dioda spojene su protuparalelno. Diferencijalni ulaz R karakterizira R između dva ulaza, a zajednički ulaz R je vrijednost između 2 ulaza operacijskog pojačala koji su kombinirani i uzemljeni (uzemljeni). Izlazni parametri operacijskog pojačala uključuju izlaz R (Rout), maksimalni izlaz U i I. Parametar Rout trebao bi imati manju vrijednost radi boljih karakteristika pojačanja.
Da biste postigli mali Rout, trebate koristiti sljedbenik emitera. Iout se mijenja sa kolektorom I.Energy TX se procjenjuje prema maksimalnoj snazi koju OS troši. Razlog za neispravan rad op-pojačala je širenje TX poluvodiča stupnja diferencijalnog pojačala, što ovisi o temperaturnim pokazateljima (temperaturni drift). Frekvencijski parametri op-pojačala su glavni. Pridonose pojačavanju harmonijskih i impulsnih signala (brzine).
U IC op-amp općeg i posebnog oblika, kondenzator je uključen kako bi se spriječilo stvaranje visokofrekventnih signala. Na frekvencijama s niskom vrijednošću, sklopovi imaju veliki K koeficijent bez povratne sprege (OS). OS koristi neinvertirajuću vezu. Osim toga, u nekim slučajevima, na primjer, u proizvodnji invertnog pojačala, OS se ne koristi. Osim toga, op-amp ima dinamičke karakteristike:
- Slew rate Uout (SN Uout).
- Vrijeme postavljanja Uout (odziv op-pojačala na skok U).
Gdje je primjenjivo
Postoje 2 vrste krugova op-amp, koji se razlikuju po načinu na koji su spojeni. Glavni nedostatak OU je nedosljednost Ku, koja ovisi o načinu rada. Glavna područja primjene su pojačala: invertirajuća (IU) i neinvertirajuća (NIO). U NRU krugu, Ku by U postavljen je otpornicima (signal se mora primijeniti na ulaz). OU sadrži OOS sekvencijalnog tipa. Ova veza se vrši na jednom od otpornika. Poslužuje se samo na V-.
U DUT-u, signali su fazno pomaknuti. Za promjenu predznaka izlaznog negativnog napona potrebna je paralelna povratna sprega na U. Ulaz koji nije invertirajući mora biti uzemljen. Ulazni signal se preko otpornika dovodi na invertirajući ulaz.Ako neinvertirajući ulaz ide na masu, tada je razlika U između ulaza operacijskog pojačala 0.
Možete odabrati uređaje koji koriste OS:
- Pretpojačala.
- Pojačala audio i video frekvencijskih signala.
- U usporedbe.
- Pojačala.
- Diferencijatori.
- Integratori.
- filtarski elementi.
- Ispravljači (povećana točnost izlaznih parametara).
- Stabilizatori U i I.
- Analogni tip kalkulatora.
- ADC (analogno-digitalni pretvarači).
- DAC (digitalno-analogni pretvarači).
- Uređaji za generiranje različitih signala.
- Računalna tehnologija.
Operacijska pojačala i njihova primjena imaju široku primjenu u različitoj opremi.
Slični članci:
