Radioelektronikā un mikroshēmās plaši izmanto operacionālo pastiprinātāju (op-amp). Tam ir lieliski tehniskie parametri (TX) signāla pastiprināšanai. Lai saprastu OS darbības jomu, jums jāzina tās darbības princips, savienojuma shēma un galvenais TX.
Saturs
Kas ir operacionālais pastiprinātājs
OU - integrālā shēma (IC), kuras galvenais mērķis ir pastiprināt līdzstrāvas vērtību. Tam ir tikai viena izeja, ko sauc par diferenciālo. Šai izejai ir augsts signāla pastiprināšanas koeficients (Ky). Op-amps galvenokārt tiek izmantoti ķēžu konstrukcijā ar negatīvu atgriezenisko saiti (NFB), kas ar galveno pastiprinājumu TX nosaka sākotnējās ķēdes Ku. Op-amps tiek izmantoti ne tikai atsevišķu IC formā, bet arī dažādos sarežģītu ierīču blokos.
Operatīvajam pastiprinātājam ir 2 ieejas un 1 izeja, kā arī izejas strāvas avota (IP) pievienošanai. Operacionālā pastiprinātāja darbības princips ir vienkāršs. Par pamatu tiek ņemti 2 noteikumi.Noteikumi apraksta vienkāršus IC darbības procesus, kas notiek OS, un tas, kā darbojas IC, ir skaidrs pat manekeniem. Izejā sprieguma starpība (U) ir 0, un operētājsistēmas pastiprinātāja ieejas gandrīz neizmanto strāvu (I). Vienu ievadi sauc par neinvertējošu (V+), bet otru par invertējošu (V-). Turklāt operētājsistēmas pastiprinātāja ieejām ir augsta pretestība (R), un tās gandrīz nepatērē I.
Mikroshēma salīdzina U vērtības ieejās un izvada signālu, iepriekš to pastiprinot. Ku OU ir augsta vērtība, sasniedzot 1000000. Ja ieejai tiek pielikts zems U, tad izejā ir iespējams iegūt vērtību, kas vienāda ar barošanas avota U (Uip). Ja U pie ieejas V+ ir lielāks nekā pie V-, tad izeja būs maksimālā pozitīvā vērtība. Ja barošanu nodrošina invertējošās ieejas pozitīvs U, izejai būs maksimālais negatīvais spriegums.
Galvenā prasība OS darbībai ir bipolāra IP izmantošana. Ir iespējams izmantot unipolāru IP, taču operētājsistēmas pastiprinātāja iespējas ir stipri ierobežotas. Ja lieto akumulatoru un ņem tā plusu kā 0, tad mērot vērtības sanāk 1,5 V. Ja ņem 2 baterijas un savienos virknē, tad pieskaita U, t.i. ierīce rādīs 3 V.
Ja ņemam akumulatora negatīvo spaili par nulli, tad ierīce rādīs 3 V. Pretējā gadījumā, ja ņemam pozitīvo spaili kā 0, tad iegūstam -3 V. Izmantojot punktu starp abām baterijām par nulli, mēs iegūt primitīvu bipolāru IP. Operētājsistēmas pastiprinātāja stāvokli var pārbaudīt tikai tad, kad pievienojat to ķēdei.
Veidi un simboli diagrammā
Attīstoties elektriskajām shēmām, darbības pastiprinātāji tiek pastāvīgi uzlaboti un parādās jauni modeļi.
Klasifikācija pēc pielietojuma:
- Rūpnieciskais risinājums ir lēts risinājums.
- Precizitāte (precīza mērīšanas iekārta).
- Elektrometriska (maza Iin vērtība).
- Mikrojauda (mazas I jaudas patēriņš).
- Programmējams (strāvas tiek iestatītas, izmantojot I ārējo).
- Jaudīga vai spēcīga strāva (dodot patērētājam lielāku I vērtību).
- Zemspriegums (darbojas ar U<3 V).
- Augstspriegums (paredzēts lielām U vērtībām).
- Ātra reakcija (augsts pagrieziena ātrums un pastiprinājuma frekvence).
- Ar zemu trokšņa līmeni.
- Skaņas tips (zemas harmonikas).
- Bipolāriem un vienpolāriem elektroapgādes veidiem.
- Atšķirība (var izmērīt zemu U pie augsta trokšņa). Izmanto šuntos.
- Gatavā tipa pastiprinošās kaskādes.
- Specializēts.
Saskaņā ar ievades signāliem darbības pastiprinātāji ir sadalīti 2 veidos:
- Ar 2 ieejām.
- Ar 3 ieejām. 3 ieeja tiek izmantota, lai paplašinātu funkcionalitāti. Ir iekšēja OOS.
Operacionālā pastiprinātāja shēma ir diezgan sarežģīta, un nav jēgas to ražot, un radioamatieram ir jāzina tikai pareizā operacionālā pastiprinātāja komutācijas ķēde, taču tam vajadzētu saprast tā secinājumu atšifrēšanu.
IC secinājumu galvenie apzīmējumi:
- V+ ir neinvertējoša ievade.
- V- - invertējošā ievade.
- Vout - izeja Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - IP pozitīvais spailes.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - mīnus IP.
Gandrīz jebkurā op-amp ir 5 secinājumi. Tomēr dažām šķirnēm var trūkt V-zīmes. Ir modeļi, kuriem ir papildu secinājumi, kas paplašina operētājsistēmas pastiprinātāja iespējas.
Secinājumi par barošanu nav jāatzīmē, jo. tas palielina diagrammas lasāmību. Jaudas izvade no IP pozitīvā spailes vai pola atrodas ķēdes augšpusē.
Galvenās īpašības
Op-amps, tāpat kā citi radio komponenti, ir TX, ko var iedalīt tipos:
- Pastiprinošs.
- Ievade.
- Nedēļas nogales.
- Enerģija.
- Drifts.
- Biežums.
- sniegumu.
Pastiprinājums ir galvenā darbības pastiprinātāja īpašība. To raksturo izejas signāla attiecība pret ieeju. To sauc arī par amplitūdu vai pārsūtīšanas TX, kas tiek parādīta atkarības grafiku veidā. Ievade ietver visas operētājsistēmas pastiprinātāja ieejas vērtības: Rin, nobīdes strāvas (Ism) un nobīde (Iin), dreifs un maksimālā ieejas diferenciālis U (Udifmax).
Icm tiek izmantots, lai darbinātu op-amp pie ieejām. Iin ir nepieciešams operētājsistēmas pastiprinātāja ievades posma darbībai. Iin nobīde - starpība Icm 2 operētājsistēmas pastiprinātāja ieejas pusvadītājiem.
Ķēžu būvēšanas laikā tie I jāņem vērā, pieslēdzot rezistorus. Ja Iin neņem vērā, tas var novest pie diferenciāļa U izveidošanas, kas novedīs pie nepareizas darbības pastiprinātāja darbības.
Udifmax - U, kas tiek padots starp operētājsistēmas pastiprinātāja ieejām. Tās vērtība raksturo diferenciālās kaskādes pusvadītāju bojājumu izslēgšanu.
Lai nodrošinātu drošu aizsardzību starp op-amp ieejām, 2 diodes un Zener diode ir savienotas paralēli. Diferenciālo ieeju R raksturo R starp abām ieejām, un kopējā režīma ieeja R ir vērtība starp 2 operētājsistēmas pastiprinātāja ieejām, kas ir apvienotas, un zemējumu (zemējumu). Operatīvā pastiprinātāja izejas parametri ietver izeju R (Rout), maksimālo izvadi U un I. Lai uzlabotu pastiprinājuma raksturlielumus, parametram Rout ir jābūt mazākam.
Lai sasniegtu nelielu maršrutu, jums ir jāizmanto emitētāja sekotājs. Izeja tiek mainīta ar kolektoru I.Enerģijas TX tiek aprēķinātas pēc maksimālās jaudas, ko patērē OS. Nepareizas darbības pastiprinātāja darbības iemesls ir diferenciālā pastiprinātāja posma pusvadītāju TX izplatība, kas ir atkarīga no temperatūras indikatoriem (temperatūras novirze). Op-amp frekvences parametri ir galvenie. Tie veicina harmonisko un impulsu signālu (ātruma) pastiprināšanu.
Vispārējas un īpašas formas IC operētājsistēmas pastiprinātājā ir iekļauts kondensators, lai novērstu augstfrekvences signālu ģenerēšanu. Frekvencēs ar zemu vērtību shēmām ir liels K koeficients bez atgriezeniskās saites (OS). OS izmanto neinvertējošu savienojumu. Turklāt dažos gadījumos, piemēram, invertējošā pastiprinātāja ražošanā, OS netiek izmantota. Turklāt op-amp ir dinamiskas īpašības:
- Pagrieziena ātrums Uout (SN Uout).
- Iestatīšanas laiks Uout (operācijas pastiprinātāja reakcija uz lēcienu U).
Attiecīgā gadījumā
Ir 2 veidu operētājsistēmas pastiprinātāja ķēdes, kas atšķiras pēc savienojuma veida. Galvenais OU trūkums ir Ku nekonsekvence, kas ir atkarīga no darbības veida. Galvenās pielietojuma jomas ir pastiprinātāji: invertējošie (IU) un neinvertējošie (NIO). NRU ķēdē Ku ar U nosaka rezistori (signāls jāievada ieejā). OU satur secīga tipa OOS. Šis savienojums ir izveidots uz viena no rezistoriem. Tas tiek pasniegts tikai V-.
DUT gadījumā signāli ir fāzes nobīde. Lai mainītu izejas negatīvā sprieguma zīmi, ir nepieciešama paralēla atgriezeniskā saite uz U. Ieejai, kas nav invertējoša, jābūt iezemētai. Ieejas signāls tiek padots caur rezistoru uz invertējošo ieeju.Ja neinvertējošā ieeja nonāk zemē, tad atšķirība U starp operētājsistēmas pastiprinātāja ieejām ir 0.
Varat atlasīt ierīces, kas izmanto OS:
- Priekšpastiprinātāji.
- Audio un video frekvenču signālu pastiprinātāji.
- U salīdzinātāji.
- Diffamplifers.
- Diferencētāji.
- Integratori.
- filtru elementi.
- Taisngrieži (paaugstināta izejas parametru precizitāte).
- Stabilizatori U un I.
- Kalkulatora analogais tips.
- ADC (analogu-digitālu pārveidotāji).
- DAC (digitālā-analogā pārveidotāji).
- Ierīces dažādu signālu ģenerēšanai.
- Datortehnoloģijas.
Operacionālie pastiprinātāji un to pielietojums tiek plaši izmantoti dažādās iekārtās.
Līdzīgi raksti:
