Què és un amplificador operacional?

En electrònica de ràdio i microcircuits, l'amplificador operacional (op-amp) s'utilitza àmpliament. Té excel·lents característiques tècniques (TX) per a l'amplificació del senyal. Per entendre l'abast del SO, cal conèixer el seu principi de funcionament, el diagrama de connexió i el TX principal.

Què és un amplificador operacional

OU - un circuit integrat (IC), el propòsit principal del qual és amplificar el valor del corrent continu. Només té una sortida, que s'anomena diferencial. Aquesta sortida té un alt factor d'amplificació del senyal (Ky). Els amplificadors operacionals s'utilitzen principalment en la construcció de circuits amb retroalimentació negativa (NFB), que, amb el guany principal TX, determina Ku del circuit original. Els amplificadors operacionals s'utilitzen no només en forma de circuits integrats individuals, sinó també en diferents blocs de dispositius complexos.

L'amplificador operatiu té 2 entrades i 1 sortida, i també té sortides per connectar una font d'alimentació (IP). El principi de funcionament d'un amplificador operacional és senzill. Es prenen 2 regles com a base.Les regles descriuen els processos senzills de l'operació de l'IC que tenen lloc al sistema operatiu, i com funciona l'IC és clar fins i tot per als maniquís. A la sortida, la diferència de tensió (U) és 0 i les entrades de l'amplificador operatiu gairebé no treuen corrent (I). Una entrada s'anomena no inversora (V+) i l'altra s'anomena inversora (V-). A més, les entrades de l'amplificador operatiu tenen una alta resistència (R) i gairebé no consumeixen I.

El xip compara els valors U a les entrades i emet un senyal, preamplificant-lo. Ku OU té un valor alt, arribant a 1000000. Si s'aplica una U baixa a l'entrada, a la sortida és possible obtenir un valor igual a U de la font d'alimentació (Uip). Si U a l'entrada V+ és més gran que a V-, aleshores la sortida serà el valor positiu màxim. Quan s'alimenta per una U positiva de l'entrada inversora, la sortida tindrà una tensió negativa màxima.

El principal requisit per al funcionament del sistema operatiu és l'ús d'una IP bipolar. És possible utilitzar una IP unipolar, però les capacitats de l'amplificador operatiu són molt limitades. Si utilitzeu una bateria i prengueu el seu costat positiu com a 0, en mesurar els valors, obtindreu 1,5 V. Si agafeu 2 bateries i les connecteu en sèrie, s'afegirà U, és a dir. el dispositiu mostrarà 3 V.

Si prenem el terminal negatiu de la bateria com a zero, aleshores el dispositiu mostrarà 3 V. En cas contrari, si prenem el terminal positiu com a 0, obtenim -3 V. Quan utilitzem el punt entre les dues bateries com a zero, obtenir una IP bipolar primitiva. Podeu comprovar la salut de l'amplificador operatiu només quan el connecteu al circuit.

Tipus i símbols al diagrama

Amb el desenvolupament dels circuits elèctrics, els amplificadors operacionals es milloren constantment i apareixen nous models.

Classificació per aplicació:

1. L'industrial és una opció barata.
2. Precisió (equip de mesura precisa).
3. Electromètric (petit valor de Iin).
4. Micropotència (consum de petita potència).
5. Programable (els corrents es configuren mitjançant I extern).
6. Potent o de gran intensitat (donant un valor més gran de I al consumidor).
7. Baixa tensió (funciona a U<3 V).
8. Alta tensió (dissenyat per a valors U elevats).
9. Resposta ràpida (alta velocitat de canvi i freqüència de guany).
10. Amb baix nivell de soroll.
11. Tipus sonor (harmònics baixos).
12. Per a subministrament elèctric de tipus bipolar i unipolar.
13. Diferència (capaç de mesurar una U baixa a alt soroll). S'utilitza en derivacions.
14. Cascades amplificadores del tipus acabat.
15. Especialitzat.

Segons els senyals d'entrada, els amplificadors operacionals es divideixen en 2 tipus:

1. Amb 2 entrades.
2. Amb 3 entrades. 3 entrada s'utilitza per ampliar la funcionalitat. Té un OOS intern.

El circuit de l'amplificador operacional és bastant complicat i no té sentit fabricar-lo, i el radioaficionat només necessita conèixer el circuit de commutació de l'amplificador operacional correcte, però per això s'ha d'entendre la descodificació de les seves conclusions.

Les principals designacions de les troballes de l'IC:

1. V+ és una entrada no inversora.
2. V- - entrada inversora.
3. Vout - sortida Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - terminal positiu de la IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - menys IP.

En gairebé qualsevol amplificador operatiu hi ha 5 conclusions. Tanmateix, algunes varietats poden no tenir la V-. Hi ha models que tenen conclusions addicionals que amplien les capacitats de l'amplificador operatiu.

Les conclusions per a l'alimentació no s'han de marcar, perquè. això augmenta la llegibilitat del diagrama. La potència de sortida del terminal positiu o pol de la IP es troba a la part superior del circuit.

Característiques principals

Els amplificadors operacionals, com altres components de ràdio, tenen TX, que es poden dividir en tipus:

1. Amplificació.
2. Entrada.
3. Caps de setmana.
4. Energia.
5. Deriva.
6. Freqüència.
7. rendiment.

El guany és la característica principal de l'amplificador operacional. Es caracteritza per la relació entre el senyal de sortida i l'entrada. També s'anomena amplitud, o transferència TX, que es presenta en forma de gràfics de dependència. L'entrada inclou tots els valors per a l'entrada de l'amplificador operacional: Rin, corrents de polarització (Ism) i desplaçament (Iin), deriva i diferencial d'entrada màxim U (Udifmax).
Icm s'utilitza per fer funcionar l'amplificador operatiu a les entrades. Iin és necessari per al funcionament de l'etapa d'entrada de l'amplificador operatiu. Iin shift - la diferència Icm per a 2 semiconductors d'entrada de l'amplificador operatiu.

Durant la construcció de circuits, aquests I s'han de tenir en compte a l'hora de connectar resistències. Si no es té en compte Iin, això pot provocar la creació d'una U diferencial, que comportarà un funcionament incorrecte de l'amplificador operatiu.
Udifmax - U, que s'alimenta entre les entrades de l'amplificador operatiu. El seu valor caracteritza l'exclusió de danys als semiconductors de la cascada diferencial.

Per a una protecció fiable entre les entrades de l'amplificador operatiu, 2 díodes i un díode zener estan connectats en antiparal·lel. L'entrada diferencial R es caracteritza per la R entre les dues entrades, i l'entrada de mode comú R és el valor entre les 2 entrades de l'amplificador operacional que es combinen i la terra (terra). Els paràmetres de sortida de l'amplificador operacional inclouen la sortida R (Rout), la sortida màxima U i I. El valor del paràmetre Rout hauria de ser més petit per obtenir millors característiques de guany.

Per aconseguir un petit Rout, heu d'utilitzar un seguidor emissor. Iout es canvia amb el col·lector I.L'energia TX s'estima per la potència màxima que consumeix el sistema operatiu. El motiu del funcionament incorrecte de l'amplificador operatiu és la propagació del TX dels semiconductors de l'etapa de l'amplificador diferencial, que depèn dels indicadors de temperatura (deriva de temperatura). Els paràmetres de freqüència de l'amplificador operatiu són els principals. Contribueixen a l'amplificació dels senyals harmònics i d'impuls (velocitat).

A l'amplificador operacional IC d'una forma general i especial, s'inclou un condensador per evitar la generació de senyals d'alta freqüència. A freqüències amb un valor baix, els circuits tenen un gran coeficient K sense retroalimentació (OS). El sistema operatiu utilitza una connexió no inversora. A més, en alguns casos, per exemple, en la fabricació d'un amplificador inversor, no s'utilitza el SO. A més, l'amplificador operatiu té característiques dinàmiques:

1. Slew rate Uout (SN Uout).
2. Temps d'assentament Uout (resposta de l'amplificador operatiu al salt U).

On sigui aplicable

Hi ha 2 tipus de circuits d'amplificador operacional, que es diferencien per la manera com estan connectats. El principal inconvenient de l'OU és la inconsistència de Ku, que depèn del mode de funcionament. Les principals àrees d'aplicació són els amplificadors: inversors (IU) i no inversors (NIO). Al circuit NRU, Ku per U s'estableix mitjançant resistències (el senyal s'ha d'aplicar a l'entrada). L'OU conté un OOS de tipus seqüencial. Aquesta connexió es fa en una de les resistències. Només es serveix en V-.

En el DUT, els senyals es desfasen. Per canviar el signe de la tensió negativa de sortida, cal una retroalimentació en paral·lel a U. L'entrada, que no és inversora, s'ha de posar a terra. El senyal d'entrada s'alimenta a través d'una resistència a l'entrada inversora.Si l'entrada no inversora va a terra, aleshores la diferència U entre les entrades de l'amplificador operacional és 0.

Podeu seleccionar dispositius que utilitzen el sistema operatiu:

1. Preamplificadors.
2. Amplificadors de senyals de freqüència d'àudio i vídeo.
3. U comparadors.
4. Dimplificadors.
5. Diferenciadors.
6. Integradors.
7. elements filtrants.
8. Rectificadors (augment de la precisió dels paràmetres de sortida).
9. Estabilitzadors U i I.
10. Calculadora de tipus analògic.
11. ADC (convertidors analògic-digital).
12. DAC (convertidors digital-analògic).
13. Dispositius per generar senyals diversos.
14. Tecnologia informàtica.

Els amplificadors operacionals i la seva aplicació s'utilitzen àmpliament en diversos equips.

Articles semblants: