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O op-amp: o tipo de circuito, o princípio de funcionamento. O circuito de amplificação do amplificador operacional não-inversora. Esquema DC de voltagem do amplificador amplificador operacional

O artigo será considerado um padrão de circuito de amplificação é um amplificador operacional, e são exemplos de diferentes modos de funcionamento do presente dispositivo. Até à data, nenhum da unidade de controle não pode fazer sem o uso de amplificadores operacionais. Esta é uma ferramenta versátil que lhe permitem executar várias funções com o sinal. Sobre como ele funciona eo que exatamente faz com que seja possível fazer este dispositivo, você e aprender sobre.

amplificador inversor

Condução inversora do amplificador op-amp é bastante simples, você pode ver na imagem. Na sua essência é um amplificador operacional (ligação do tipo que considerada neste artigo). Além disso, aqui:

  1. A resistência R1 é uma queda de tensão presente no valor que é o mesmo que o de entrada.
  2. No resistor R2 também tem uma queda de tensão – é o mesmo que a saída.

Neste caso, a relação de tensão de saída do valor da resistência R2 se encontra na entrada com respeito a R1, mas para trás em sinal. Sabendo que os valores de tensão e de resistência pode ser calculado o ganho. Para fazer isso, dividir a tensão de saída para a tensão de entrada. Neste amplificador operacional (o circuito de comutação que pode ter qualquer) podem ter o mesmo ganho independentemente do tipo.

Trabalho comentários

o feedback do trabalho – agora um ponto crucial que você precisa entender mais detalhadamente. Suponhamos que, na entrada, há uma certa tensão. Para simplicidade, os cálculos terá o valor de 1 V. Suponhamos também que R1 = 10K, R2 = 100 ohms.

Agora, suponha que há alguma situação imprevista, por causa de que a tensão de fase de saída foi definido para 0 V. Em seguida, há um padrão interessante – duas resistências começam a trabalhar em pares, em conjunto, criam a partir de um divisor de tensão. Na saída da fase de inversão é mantida a 0,91 V. Isso permite que o sistema operativo para corrigir entradas de desadaptação, e a redução da tensão de saída ocorre. Portanto, um diagrama muito simples de amplificadores operacionais, um amplificador de sinal que realiza a função do sensor, por exemplo.

E essa mudança vai continuar aos próprios poros, enquanto é definido no valor de saída é estável em 10 V. Foi neste momento nas entradas dos potenciais amplificadores operacionais são iguais. E eles serão o mesmo que o potencial de terra. Por outro lado, se a tensão de saída do dispositivo continuará a diminuir, e será menos do que -10 V com o potencial de entrada torna-se menor do que a do solo. Consequência – a tensão de saída começa a aumentar.

Em tal regime tem uma desvantagem – a impedância de entrada é muito pequena, especialmente em amplificadores com um elevado valor do ganho de tensão, se o circuito fechado de realimentação é fechada. Um projeto, discutido a seguir, privado de todas estas deficiências.

O amplificador não-inversora

A figura mostra um diagrama de um amplificador não-inversora de um amplificador operacional. Depois de analisá-lo, podemos tirar várias conclusões:

  1. valor de tensão UA igual à entrada.
  2. Com divisor de tensão fora da UC, que é a razão da tensão de saída de trabalho para a soma de R1 e resistências R1 e R2.
  3. No caso em que o valor de UC é igual à tensão de entrada, o ganho é a razão da tensão de saída para a entrada (ou pode ser em relação às resistências R2 e R1 adicionar unidade).

Esta estrutura é chamado o amplificador não-inversora, que tem uma impedância de entrada virtualmente infinito. Por exemplo, para os amplificadores operacionais 411 série do seu valor – 1012, pelo menos. E para os amplificadores operacionais usando transistor bipolar semicondutor, geralmente em excesso de 108 ohms. E aqui é a impedância da cascata de saída, bem como no esquema discutido anteriormente é muito pequeno – de acções ohms. E isso precisa ser levado em conta quando o cálculo é realizado circuitos com amplificadores operacionais.

amplificador Esquema AC

Ambos os esquemas discutidos no artigo anteriormente executado em corrente contínua. Mas se a qualidade da comunicação da fonte de sinal de entrada eo amplificador serve corrente alternada que irá fornecer terreno para a corrente na entrada. E você precisa prestar atenção ao fato de que o valor atual é extremamente pequeno em tamanho.

No caso em que não há sinais necessários a AC fortalecimento para reduzir o ganho de sinal de unidade DC. Isto é especialmente verdadeiro nos casos em que o ganho de tensão é muito grande. Através disso, é possível reduzir significativamente a influência da tensão de corte, que é dada ao dispositivo de entrada.

Um segundo exemplo de um circuito para um funcionamento com uma tensão alternada

Neste esquema, a -3 dB pode ser visto 17 Hz de frequência de linha. Depreende-se a impedância do capacitor de dois quilos. Portanto, o capacitor deve ser grande o suficiente.

Para construir o poder AC, você deve usar uma circuitos do tipo não-inversora com amplificadores operacionais. E ele deve ter um ganho de tensão grande o suficiente. Mas aqui está o capacitor pode ser muito grande, por isso é melhor parar de usá-lo. É verdade que é necessário escolher a tensão de cisalhamento direito, equiparando-a ao valor zero. E é possível utilizar um divisor em forma de T e aumentar os valores da resistência de ambas as resistências do circuito.

Qual esquema é preferível usar

A maioria dos desenvolvedores dar a sua preferência para os amplificadores não-inversora, como eles têm uma muito alta impedância na entrada. E esquemas de negligência tipo inversora. Mas, finalmente, há uma enorme vantagem – não é o mais exigente do amplificador operacional, que é o seu "coração".

Além disso, as características, na verdade, ele é muito melhor. E com a ajuda de uma terra imaginária pode combinar todos os sinais facilmente, e eles não vão ter um ao outro alguma influência. Ele pode ser usado em estruturas e o circuito amplificador DC por um amplificador operacional. Tudo depende de suas necessidades.

E, mais recentemente – no caso de todo o esquema, discutido aqui, está ligada a uma saída estável de outro amplificador operacional. Neste caso, a impedância da entrada não é importante – pelo menos 1 kW, mesmo 10, embora infinito. Neste caso, a primeira fase serve sempre o seu propósito em relação ao próximo.

repetidor de condução

amplificador operacional seguidor alimentado semelhante ao emissor construído no transístor bipolar. E executa funções semelhantes. De facto, é um amplificador não-inversora, o qual no primeiro resistor é infinitamente grande, e o segundo é zero. Neste caso, o ganho é a unidade.

Existem tipos especiais de amplificadores operacionais que são usados na técnica apenas para o circuito repetidor. Eles têm um desempenho muito melhor – normalmente uma alta velocidade. Como um exemplo, tais como o OPA633 amplificadores operacionais, LM310, TL068. O último tem um corpo como um transistor, bem como três conclusões. Muitas vezes, estes amplificadores são referidos simplesmente como buffers. O facto de terem propriedades de isoladores (muito alta impedância de entrada e de saída muito baixa). Sobre construída sobre este princípio, e circuito de amplificador de corrente é um amplificador operacional.

modo ativo

Na verdade, é de tal modo no qual as saídas e entradas do amplificador operacional não seja sobrecarregado. Se o circuito de entrada fornece um grande sinal na saída ele só começa a cortar o nível do colector ou a tensão de emissor. Mas quando a tensão de saída é fixada ao nível do corte – a tensão entradas OC não muda. Nessa escala não pode ser maior do que a tensão da fase amplificador de alimentação.

A maioria dos circuitos de amplificadores operacionais é calculada de tal forma que a magnitude é menor que a tensão de alimentação é 2 V. No entanto, tudo depende do que é usado amplificador operacional circuito especificamente amplificador. O mesmo há uma limitação sobre a sustentabilidade da fonte de corrente na base do amplificador operacional.

Suponhamos que existem na carga flutuante fonte alguma queda de tensão. Se a corrente é o sentido de marcha normal, pode ser encontrada estranho à primeira carga. Por exemplo, várias baterias perepolyusovannyh. Este projeto pode ser usado para obter uma carga de corrente contínua.

algumas precauções

amplificador operacional de tensão simples amplificador (circuito pode ser escolhido qualquer) pode ser feita literalmente "sobre o joelho". Mas ele precisa levar em conta algumas características especiais. Certifique-se de certificar-se de que o circuito de realimentação negativa. Ele também diz que é inaceitável para confundir não-inversora e invertendo entradas do amplificador. Além disso, deve haver cadeia avaliação para DC. Caso contrário, o amp op vai começar a mover-se rapidamente no modo de saturação.

A maior parte da voltagem de entrada diferencial do amplificador operacional é muito pequeno em termos de valor. A diferença entre o máximo de não inversão e entradas de inversão pode ser restrito a um valor de 5 V, em qualquer ligar a fonte de alimentação. Se negligenciarmos este prazo, será na entrada de uma vez grandes valores de correntes que vão levar ao fato de que todas as características do circuito irá deteriorar-se.

A pior coisa neste – a destruição física do amplificador operacional. Como resultado, ele pára de funcionar circuito amplificador de op amp completamente.

Ter em mente

E, claro, precisamos falar sobre as regras que devem ser seguidas para garantir uma operação estável e de longa duração do amplificador operacional.

O mais importante – DU tem um ganho muito alta tensão. E se a tensão entre as entradas mudar para compartilhar milivolts, a saída do seu valor pode mudar significativamente. Por isso, é importante saber: a partir da saída op-amp está tentando procurar garantir que a diferença de tensão entre as entradas estava perto (de preferência igual) para zero.

A segunda regra – o consumo de corrente do amplificador operacional é muito pequena, literalmente nanoamperes. Se a entrada está definido para transistores de efeito de campo, estima-se pA. Pode-se concluir que as entradas não consomem corrente, não importa o que é usado circuito amplificador operacional – princípio de funcionamento permanece o mesmo.

Mas não pense que OU é realmente muda constantemente da tensão de entrada. Fisicamente, este exercício é quase impossível, uma vez que haveria conformidade com a segunda regra. Devido à avaliação operacional amplificador vai de todas as entradas. Com realimentação do circuito de comunicação externo é transmitido para a tensão de entrada a partir da saída. O resultado – entre as entradas do amplificador operacional é a diferença de tensão igual a zero.

conceito de feedback

É uma noção comum, e já está sendo usado em um sentido amplo em todos os campos da tecnologia. Em qualquer sistema de controlo tem um circuito de realimentação que compara o sinal de saída e o valor definido (de referência). Dependendo do que o valor atual – não é uma correção na direção certa. Em que o sistema de controle pode ser qualquer coisa, até mesmo um carro que viaja na estrada.

O motorista pressiona o freio, eo feedback é – o início da desaceleração. Por analogia com um exemplo tão simples, podemos entender melhor o feedback em circuitos eletrônicos. Um feedback negativo – ele se quando se pressiona o pedal do freio o carro acelera.

A electrónica de realimentação é o processo durante o qual a transmissão ocorre a partir da saída para o sinal de entrada. Assim, existe também estabelecer-se no sinal de entrada. Por um lado, não é idéia muito sensata, pode de fato parecer do lado de fora, o que reduz consideravelmente o ganho. Tais comentários, a propósito, os fundadores recebido em retorno desenvolvimento eletrônica. Mas é necessário compreender mais detalhadamente no seu impacto sobre amplificadores operacionais – considerar circuitos práticos. E torna-se claro que é verdade e ligeiramente reduz o ganho, mas permite-lhe melhorar algumas outras opções:

  1. Alise a resposta de frequência (levando à sua necessário).
  2. Ele permite prever o comportamento do amplificador.
  3. Capaz de eliminar a não-linearidade e sinal de distorção.

O mais feedback (estamos a falar sobre o negativo), menos influência sobre o desempenho do amplificador com um sistema operacional aberto. Resultado – todos os seus parâmetros dependem apenas que propriedades de um circuito.

Vale a pena pagar a atenção para o fato de que todos os amplificadores operacionais operando em um modo com um feedback muito profundo. Um ganho de tensão (a sua abertura de malha) pode chegar até vários milhões. Portanto, o circuito de amplificador é um amplificador operacional é extremamente exigente sobre a conformidade de todos os parâmetros de fornecimento de energia e o nível de sinal de entrada.