Χαρακτηριστικά των λειτουργικών ενισχυτών

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ SD-01 (Ενδέχεται 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Χαρακτηριστικά των λειτουργικών ενισχυτών


Αυτό το ολοκληρωμένο κύκλωμα έχει πολλά χαρακτηριστικά που προσεγγίζουν αυτά που θεωρούνται ιδανικά.

Ο ιδανικός επιχειρησιακός ενισχυτής

Με το λειτουργικό ενισχυτή που έχει τέτοια χαρακτηριστικά που είναι κοντά στο ιδανικό, είναι αρκετά εύκολο να σχεδιάσουμε και να οικοδομήσουμε κυκλώματα χρησιμοποιώντας τον ενισχυτή IC op. Εξίσου σημαντικό είναι ότι τα στοιχεία του κυκλώματος op-amp μπορούν να εκτελούν τα θεωρητικά επίπεδα που έχουν προβλεφθεί. Αυτό το άρθρο θα καλύψει τα κυκλώματα ανάλυσης που περιέχουν τους ενισχυτές op, τον τρόπο χρήσης αυτών των op-amp για τον σχεδιασμό των ενισχυτών και τα σημαντικά μη χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά των op amp.

βοηθητικές πληροφορίες

  • Op-Amp Πρακτικές εκτιμήσεις
  • Διαμόρφωση βασικού ενισχυτή

Ο op-amp έχει τρεις ακροδέκτες: δύο ακροδέκτες εισόδου και έναν ακροδέκτη εξόδου. Το σχήμα που ακολουθεί, το Σχήμα 1.1 απεικονίζει το σύμβολο που χρησιμοποιείται για τον op-amp που συζητήθηκε σε αυτό το άρθρο. Οι δύο ακροδέκτες στην αριστερή πλευρά του op-amp, 1 και 2, είναι οι δύο ακροδέκτες εισόδου, και στη δεξιά πλευρά, ο ακροδέκτης 3 είναι ο ακροδέκτης εξόδου. Προκειμένου να λειτουργήσει ένας ενισχυτής, πρέπει να συνδεθεί σε παροχή συνεχούς ρεύματος. Σε γενικές γραμμές, οι περισσότεροι ολοκληρωμένοι ενισχυτές δεν χρειάζονται ένα, αλλά δύο συσσωρευτές, όπως φαίνεται στο Σχ. 1.2. Αυτοί οι δύο ακροδέκτες, 4 και 5, συνδέονται με θετική πηγή τάσης V cc και αρνητική πηγή τάσης V ee, αντίστοιχα. Το σχήμα 1.2 (β) δείχνει τα τροφοδοτικά συνεχούς ρεύματος ως μπαταρίες, με κοινή πηγή εδάφους. Η πηγή εδάφους στην οποία είναι συνδεδεμένα τα δύο ηλεκτρικά δίκτυα είναι στην πραγματικότητα μόνο ο κοινός τερματικός σταθμός των δύο τροφοδοτικών. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτό συμβαίνει επειδή κανένας τερματικός σταθμός στο πακέτο op-amp δεν συνδέεται φυσικά με το έδαφος. Για απλότητα σε αυτό το άρθρο, τα τροφοδοτικά ισχύος op-amp δεν θα απεικονιστούν.

Σχήμα 1.1 Σύμβολο op-amp

Εικ. 1.2 Συνδέσεις op-amp στα τροφοδοτικά συνεχούς ρεύματος

Εκτός από τα πέντε τερματικά που συζητήθηκαν έως τώρα, ένας op-amp μπορεί να έχει και άλλους τερματικούς σταθμούς για συγκεκριμένους σκοπούς. Τέτοιοι σκοποί μπορεί να είναι η αντιστάθμιση συχνότητας και η αρνητική ανάδραση ή η μηδενική αντιστάθμιση, η οποία μειώνει τις μικρές μετατοπίσεις DC που μπορούν να ενισχυθούν.

Παρουσίαση χαρακτηριστικών του ιδανικού λειτουργικού ενισχυτή

Εξετάζοντας τις πραγματικές λειτουργίες του κυκλώματος στο εσωτερικό του op-amp, βλέπουμε ότι έχει σχεδιαστεί για να προσδιορίσει τη διαφορά μεταξύ σημάτων τάσης που εφαρμόζονται απευθείας στους δύο ακροδέκτες εισόδου (διαφορά v 2 - v 1 ). Μόλις βρεθεί αυτή η ποσότητα, τότε πολλαπλασιάζεται με έναν αριθμό Α, και με τη σειρά του, η τάση έχει ως αποτέλεσμα τον όρο Α (v 2 -v 1 ). Από εδώ και στο εξής, όταν η τάση αναφέρεται στον τερματικό, εννοείται ότι είναι η τάση μεταξύ αυτού του μεμονωμένου τερματικού και του εδάφους. επομένως v 1 είναι η τάση που εφαρμόζεται μεταξύ του ακροδέκτη 1 και της γείωσης.

Ένα ιδανικό op-amp δεν πρέπει να αντλεί ρεύμα για τις εισόδους. πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα στον ακροδέκτη 1 και το σήμα στον ακροδέκτη 2 είναι αμφότερα μηδενικά. Αυτό σημαίνει ότι η σύνθετη αντίσταση εισόδου ενός ιδανικού op-amp υποτίθεται ότι είναι άπειρη.

Εστιάζοντας τώρα στο τερματικό εξόδου, θα πρέπει να ενεργεί σαν να είναι ένας ακροδέκτης μιας ιδανικής πηγής τάσης. Με απλά λόγια, η τάση μεταξύ του ακροδέκτη 3 και της γείωσης θα ισοδυναμεί πάντοτε με A (v 2 - v 1 ) και ανεξάρτητα από το ρεύμα που μπορεί ή δεν μπορεί να αντληθεί από τον τρίτο ακροδέκτη σε μια αντίσταση φορτίου.

Με όλα αυτά, ένα μοντέλο μπορεί να απεικονισθεί για τον op-ενισχυτή που φαίνεται στο Σχήμα 1.3. Εξετάζοντας το μοντέλο, μπορούμε να δούμε ότι το τερματικό εξόδου έχει το ίδιο σήμα με το v 2 αλλά το αντίθετο σήμα v 1 . Έχοντας αυτό υπόψη, ο ακροδέκτης εισόδου ονομάζεται τερματικός αντιστροφέας εισόδου, ο οποίος υποδηλώνεται με ένα σύμβολο "-", ενώ ο ακροδέκτης εισόδου 2 ονομάζεται τερματικό εισόδου μη επεμβατικής και δηλώνεται με ένα σύμβολο "+".

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο op-amp είναι σχεδιασμένος να ανιχνεύει μια διαφορά μεταξύ των σημάτων τάσης και θα αγνοεί οποιοδήποτε δεδομένο σήμα που είναι κοινό και για τις δύο εισόδους. Αυτό σημαίνει ότι αν v 1 = v 2 = 1 V, τότε η έξοδος θα είναι (ιδανική) αντίστοιχα μηδέν. Αυτό το φαινόμενο είναι επίσης γνωστό ως αποκαλούμενο κοινή απόρριψη. Αυτό μπορεί επίσης να δηλωθεί ως μηδενικό κέρδος κοινής λειτουργίας, ή κατ 'αναλογία, άπειρη απόρριψη κοινής λειτουργίας. Προς το παρόν, μπορούμε να πούμε ότι ο op-amp είναι μια διαφορική είσοδος ενισχυτή εξόδου ενός άκρου, με τον τελευταίο όρο να αφορά το γεγονός ότι η έξοδος αυτού του ενισχυτή βρίσκεται ανάμεσα στο έδαφος και τον ακροδέκτη 3.

Εικόνα 1.3 Πρότυπο κυκλώματος ιδανικού ενισχυτή

Ο όρος Α, είναι αυτό που είναι γνωστό ως το διαφορικό κέρδος. Είναι γνωστό ότι είναι αυτό επειδή είναι το επιθυμητό κέρδος του op-ενισχυτή όταν εφαρμόζονται διαφορετικά σήματα στις δύο είσοδοι, 1 και 2. Ένα άλλο όνομα που μπορούμε να συσχετίσουμε με τον όρο είναι κέρδος ανοιχτού βρόχου. Αυτό το κέρδος μπορεί να επιτευχθεί όταν δεν υπάρχει ανατροφοδότηση που χρησιμοποιείται στο IC op-amp. Κανονικά, το κέρδος ανοιχτού βρόχου τείνει να έχει εξαιρετικά υψηλή αξία. ένας ιδανικός ενισχυτής-ενισχυτής έχει στην πραγματικότητα ένα άπειρο κέρδος ανοιχτού βρόχου.

Ένα χαρακτηριστικό αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των ενισχυτών είναι οι ενισχυτές συνεχούς ρεύματος ή οι άμεσες συζεύξεις, το οποίο αντιπροσωπεύει συνεχόμενο ρεύμα ή συνεχές ρεύμα, καθώς ενισχύει σήματα με συχνότητες κοντά στο μηδέν. Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι op-amp είναι ICs άμεσης συζεύξεως, είναι πολύ πιο ευέλικτοι που μας επιτρέπουν να τις χρησιμοποιήσουμε σε πολλές πιο σημαντικές εφαρμογές. Ωστόσο, η άμεση σύζευξη μπορεί να προκαλέσει κάποια σοβαρά προβλήματα που θα συζητηθούν αργότερα.

Προχωρώντας στο εύρος ζώνης, ένας ιδανικός ενισχυτής-ενισχυτής έχει κέρδος Α που θα παραμείνει σταθερός σε μια συχνότητα μηδέν και σε όλη τη διαδρομή σε μια άπειρη συχνότητα. Με άλλα λόγια, ένας ιδανικός ενισχυτής μπορεί να ενισχύσει σήματα οποιασδήποτε συχνότητας με ένα ίσο κέρδος που τους επιτρέπει να έχουν άπειρο εύρος ζώνης. Μέχρι στιγμής, έχουν συζητηθεί όλα τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες των ιδανικών op-amp, εκτός από ένα: το κέρδος, Α, ενός ιδανικού op-amp θα πρέπει να έχει μια τιμή που είναι μεγάλη και άπειρη, ιδανικά. Ωστόσο, αυτό θέτει μια καλή ερώτηση: αν υπάρχει ένα κέρδος μιας άπειρης αξίας, πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο op-amp σε οποιαδήποτε εφαρμογή; "/ The technical-articles / the-inverting-configuration-of-an-amplifier / Επαναφορά της διαμόρφωσης ενός ενισχυτή