Các op-amp: các loại mạch, nguyên tắc điều hành. Các mạch khuếch đại trên hoạt động khuếch đại không đảo ngược. Đề án dc điện áp khuếch đại khuếch đại hoạt động

bài viết sẽ được coi là một tiêu chuẩn mạch khuếch đại là một bộ khuếch đại hoạt động, và những ví dụ về các chế độ khác nhau của hoạt động của thiết bị này. Cho đến nay, không ai trong số các đơn vị điều khiển không thể làm mà không cần dùng khuếch đại thuật toán. Đây là một công cụ thực sự linh hoạt cho phép bạn thực hiện các chức năng khác nhau với tín hiệu. Về cách thức hoạt động và chính xác những gì làm cho nó có thể làm cho thiết bị này, bạn và học hỏi trên.

khuếch đại nghịch đảo

Lái xe inverting khuếch đại op-amp là đủ đơn giản, bạn có thể nhìn thấy nó trong hình ảnh. Tại cốt lõi của nó là một bộ khuếch đại hoạt động (loại kết nối nó xem xét trong bài viết này). Ngoài ra, ở đây:

1. Các điện trở R1 giảm điện áp được trình bày trên giá trị của nó cũng giống như đầu vào.
2. Trong điện trở R2 cũng có một điện áp thả - đó là giống như đầu ra.

Trong trường hợp này tỷ lệ điện áp đầu ra của giá trị điện trở R2 là tại đầu vào đối với R1 với, nhưng lại dấu. Biết điện áp và khả năng chống các giá trị có thể được tính tăng. Để làm điều này, chia điện áp đầu ra với điện áp đầu vào. Trong hoạt động khuếch đại (chuyển mạch nó có thể có bất kỳ) có thể có mức tăng tương tự bất kể loại.

Việc phản hồi

thông tin phản hồi công việc - bây giờ một điểm quan trọng bạn cần phải hiểu một cách chi tiết hơn. Giả sử, ở lối vào có một sự căng thẳng nhất định. Để đơn giản, tính toán sẽ mất giá trị của 1 V. Giả cũng là R1 = 10K, R2 = 100 ohms.

Bây giờ giả sử rằng có một số tình huống không lường trước được, bởi vì trong đó sản lượng giai đoạn điện áp đã được đặt thành 0 V. Tiếp theo, có một mô hình thú vị - hai cuộc kháng bắt đầu làm việc theo cặp, họ cùng nhau tạo ra từ một bộ chia điện áp. Tại đầu ra của giai đoạn nghịch đảo được duy trì ở mức 0,91 V. Điều này cho phép hệ điều hành để sửa chữa đầu vào không phù hợp, và giảm điện áp đầu ra xảy ra. Do đó, một sơ đồ thiết kế rất đơn giản của khuếch đại thuật toán, một bộ khuếch đại tín hiệu mà nhận ra các chức năng của bộ cảm biến, ví dụ.

Và sự thay đổi này sẽ tiếp tục các lỗ chân lông rất, miễn là được đặt trên giá trị sản lượng là ổn định ở mức 10 V. Đó là tại thời điểm này tại các đầu vào của các tiềm năng khuếch đại hoạt động đều bình đẳng. Và họ sẽ được giống như các tiềm năng đất. Mặt khác, nếu điện áp đầu ra của thiết bị sẽ tiếp tục giảm, và nó sẽ ít hơn so với -10 V tại tiềm năng đầu vào trở nên thấp hơn so với mặt đất. Hậu quả - điện áp đầu ra bắt đầu tăng lên.

Trong một chương trình như vậy có thiệt thòi - trở kháng đầu vào là rất nhỏ, đặc biệt là trong các bộ khuếch đại với một giá trị cao về tăng điện áp, nếu vòng lặp phản hồi được đóng lại. Một thiết kế, thảo luận tiếp theo, bị tước đoạt tất cả những thiếu sót.

Bộ khuếch đại phi nghịch đảo

Con số này cho thấy một sơ đồ của một bộ khuếch đại phi nghịch đảo là một bộ khuếch đại hoạt động. Sau khi phân tích nó, chúng ta có thể rút ra một số kết luận:

1. giá trị điện áp UA bằng với đầu vào.
2. Với -thiết bị tắt UA điện áp, mà là tỉ số của điện áp đầu ra làm việc để tổng của R1 và R1 và R2 điện trở.
3. Trong trường hợp giá trị của UA bằng với điện áp đầu vào, mức tăng là tỉ số của điện áp đầu ra để đầu vào (hoặc có thể là tương đối so với điện trở R2 và R1 thêm đơn vị).

Cấu trúc này được gọi là khuếch đại phi nghịch đảo, nó có một trở kháng đầu vào hầu như vô hạn. Ví dụ, để khuếch đại thuật toán 411 loạt các giá trị của nó - 1012, ít nhất. Và đối với khuếch đại thuật toán sử dụng transistor bán dẫn hai cực, thường vượt quá 108 ohms. Và đây là trở kháng đầu ra của thác, cũng như trong các chương trình thảo luận trước đó là rất nhỏ - chia sẻ ohms. Và nó cần phải được tính đến khi tính toán được thực hiện mạch với khuếch đại thuật toán.

Scheme AC khuếch đại

Cả hai chương trình thảo luận trong bài viết trước đây chạy trên dòng điện một chiều. Nhưng nếu một chất lượng thông tin liên lạc của nguồn tín hiệu đầu vào và bộ khuếch đại phục vụ dòng điện xoay chiều mà sẽ cung cấp nền tảng cho dòng điện tại đầu vào. Và bạn cần phải chú ý đến thực tế là giá trị hiện tại là vô cùng nhỏ trong kích thước.

Trong trường hợp có một tăng cường AC tín hiệu cần thiết để giảm được đến thống nhất tín hiệu DC. Điều này đặc biệt đúng trong trường hợp đạt được điện áp là rất lớn. Qua đây chúng ta có thể làm giảm đáng kể ảnh hưởng của ứng suất cắt, mà được trao cho các thiết bị đầu vào.

Một ví dụ thứ hai của một mạch hoạt động với một điện áp xoay chiều

Trong sơ đồ này, ở -3 dB có thể được nhìn thấy tần số dòng 17Hz. Nó xuất hiện từ trở kháng của tụ điện tại hai kg. Do đó, các tụ điện phải đủ lớn.

Xây dựng nguồn AC, bạn nên sử dụng một tổ chức phi nghịch đảo mạch loại với khuếch đại thuật toán. Và anh ta phải có đủ tăng điện áp lớn. Nhưng đây là tụ điện có thể là quá lớn, vì vậy tốt nhất là nên ngừng sử dụng nó. Đúng vậy, nó là cần thiết để lựa chọn các ứng suất cắt ngay, tương đương giá trị nó để zero. Và nó có thể sử dụng một bộ chia hình chữ T và tăng các giá trị điện trở của cả hai điện trở trong mạch.

Mà chương trình là một lợi thế để sử dụng

Hầu hết các nhà phát triển ưu tiên của họ với bộ khuếch đại phi nghịch đảo, như họ có một trở kháng rất cao ở đầu vào. Và chương trình bỏ bê kiểu nghịch đảo. Nhưng cuối cùng có một lợi thế rất lớn - nó không phải là khắt khe nhất của bộ khuếch đại hoạt động, đó là "trái tim" của nó.

Bên cạnh đó, đặc điểm, trên thực tế, ông là tốt hơn nhiều. Và với sự giúp đỡ của một đất tưởng tượng có thể kết hợp tất cả các tín hiệu một cách dễ dàng, và họ sẽ không có nhau một số ảnh hưởng. Nó có thể được sử dụng trong cấu trúc và các mạch khuếch đại DC cho một bộ khuếch đại hoạt động. Tất cả phụ thuộc vào nhu cầu của bạn.

Và gần đây nhất - trong trường hợp toàn bộ chương trình, thảo luận ở đây, được kết nối với một đầu ra ổn định của bộ khuếch đại hoạt động khác. Trong trường hợp này, trở kháng của đầu vào là không quan trọng - ít nhất là 1 kW, thậm chí 10, mặc dù vô cùng. Trong trường hợp này, giai đoạn đầu tiên luôn luôn phục vụ mục đích của nó liên quan đến việc tiếp theo.

lái xe repeater

Powered đi theo bộ khuếch đại hoạt động tương tự như phát xây dựng trên transistor lưỡng cực. Và thực hiện các chức năng tương tự. Trong thực tế, nó là một bộ khuếch đại phi nghịch đảo, mà ở điện trở đầu tiên là vô cùng lớn, và thứ hai là zero. Trong trường hợp này đạt được là đoàn kết.

Có một số loại đặc biệt của khuếch đại thuật toán được sử dụng trong kỹ thuật này chỉ dành cho các mạch lặp lại. Họ có hiệu suất tốt hơn - thường là một tốc độ cao. Như một ví dụ, chẳng hạn như các bộ khuếch đại OPA633 hoạt động, LM310, TL068. Sau đó có một thân hình như một transistor, cũng như ba kết luận. Rất thường xuyên, các bộ khuếch đại được gọi đơn giản là bộ đệm. Thực tế là họ có tính chất cách điện (trở kháng đầu vào rất cao và sản lượng rất thấp). Về xây dựng trên nguyên tắc này, và mạch khuếch đại hiện nay là một bộ khuếch đại hoạt động.

chế độ hoạt động

Trong thực tế, nó là một chế độ như vậy, trong đó kết quả đầu ra và đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động không bị quá tải. Nếu các mạch đầu vào cung cấp một tín hiệu rất lớn ở đầu ra nó chỉ bắt đầu cắt giảm mức độ của nhà sưu tập hoặc điện áp phát. Nhưng khi điện áp đầu ra là cố định ở mức độ cắt - điện áp đầu vào OC không thay đổi. Ở quy mô này không thể lớn hơn điện áp cung cấp của giai đoạn khuếch đại.

Hầu hết các mạch cho khuếch đại thuật toán được tính như vậy mà độ lớn là ít hơn so với điện áp cung cấp là 2 V. Tuy nhiên, tất cả phụ thuộc vào những gì được sử dụng đặc biệt bộ khuếch đại mạch khuếch đại hoạt động. Điều này cũng có một giới hạn về tính bền vững của nguồn hiện trên cơ sở các hoạt động khuếch đại.

Giả sử có trong nguồn tải nổi một số điện áp thả. Nếu hiện nay là hướng bình thường của du lịch, có thể được tìm thấy lạ tại tải đầu tiên. Ví dụ, một số pin perepolyusovannyh. Thiết kế này có thể được sử dụng để có được một khoản phí trực tiếp hiện nay.

một số biện pháp phòng ngừa

Đơn giản khuếch đại điện áp hoạt động khuếch đại (mạch có thể được lựa chọn bất kỳ) có thể được thực hiện theo nghĩa đen "trên đầu gối của mình." Nhưng nó cần phải đưa vào tài khoản một số tính năng đặc biệt. Hãy chắc chắn để đảm bảo rằng các mạch phản hồi tiêu cực. Nó cũng nói rằng nó là không thể chấp nhận để gây nhầm lẫn phi nghịch đảo và đảo ngược đầu vào của bộ khuếch đại. Bên cạnh đó, phải có chuỗi phản hồi cho DC. Nếu không, các amp op sẽ bắt đầu di chuyển một cách nhanh chóng ở chế độ bão hòa.

Hầu hết các hoạt động điện áp khác biệt khuếch đại đầu vào là rất nhỏ về giá trị. Sự khác biệt lớn nhất giữa noninverting và đảo ngược đầu vào có thể được giới hạn đến một giá trị của 5 V tại bất kỳ kết nối các nguồn điện. Nếu chúng ta bỏ qua hạn này, sẽ có mặt tại lối vào một giá trị khá lớn của dòng đó sẽ dẫn đến thực tế là tất cả các đặc tính của mạch sẽ xấu đi.

Điều tồi tệ nhất trong này - sự phá hủy vật lý của bộ khuếch đại hoạt động. Kết quả là, nó ngừng hoạt động mạch khuếch đại op amp hoàn toàn.

Hãy ghi nhớ

Và, tất nhiên, chúng ta cần phải nói về các quy tắc cần được tuân thủ để đảm bảo hoạt động ổn định và lâu dài của các hoạt động khuếch đại.

Điều quan trọng nhất - DU có tăng điện áp rất cao. Và nếu điện áp giữa các đầu vào thay đổi để chia sẻ mV, đầu ra của giá trị của nó có thể thay đổi đáng kể. Do đó, điều quan trọng là phải biết: từ đầu ra op-amp đang cố gắng tìm cách để đảm bảo rằng sự khác biệt điện áp giữa các đầu vào là gần (lý tưởng bình đẳng) không.

Nguyên tắc thứ hai - tiêu thụ hiện nay của bộ khuếch đại hoạt động là rất nhỏ, theo nghĩa đen nanoamps. Nếu đầu vào được thiết lập để transistor hiệu ứng trường, người ta ước tính pA. Có thể kết luận rằng các đầu vào không tiêu thụ hiện tại, không có vấn đề gì được sử dụng mạch khuếch đại hoạt động - nguyên tắc hoạt động vẫn giữ nguyên.

Nhưng đừng nghĩ rằng OU thực sự là không ngừng thay đổi của điện áp đầu vào. Vật lý, bài tập này là hầu như không thể, vì sẽ có phù hợp với các quy tắc thứ hai. Do bộ khuếch đại sẽ đánh giá hoạt động của tất cả các nguyên liệu đầu vào. Với thông tin phản hồi của mạch giao tiếp bên ngoài được chuyển đến điện áp đầu vào từ đầu ra. Kết quả - giữa các đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động là sự khác biệt điện áp bằng không.

khái niệm thông tin phản hồi

Đó là một khái niệm phổ biến, và nó đang được sử dụng theo nghĩa rộng trong tất cả các lĩnh vực công nghệ. Trong bất kỳ hệ thống điều khiển có một vòng phản hồi so sánh tín hiệu đầu ra và giá trị thiết lập (tham khảo). Tùy thuộc vào những gì giá trị hiện tại - có một sự điều chỉnh đúng hướng. Trong đó hệ thống điều khiển có thể được bất cứ điều gì, ngay cả một chiếc xe di chuyển trên đường.

Người tài xế nhấn vào phanh, và các thông tin phản hồi là - đầu giảm tốc. Bằng cách tương tự với một ví dụ đơn giản như vậy, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về thông tin phản hồi trong các mạch điện tử. Một phản hồi tiêu cực - nó nếu khi nhấn bàn đạp phanh xe tăng tốc.

Phản hồi thiết bị điện tử là quá trình trong đó truyền xảy ra từ đầu ra với tín hiệu đầu vào. Như vậy đó cũng là giải quyết trên các tín hiệu đầu vào. Một mặt, nó không phải là ý tưởng rất nhạy cảm, nó có thể trên thực tế dường như từ bên ngoài, mà làm giảm đáng kể lợi. đánh giá như vậy, bằng cách này, những người sáng lập đã nhận được thông tin phản hồi trong phát triển điện tử. Nhưng nó là cần thiết để hiểu chi tiết hơn trong tác động của nó đối với khuếch đại thuật toán - xem xét các mạch thực tế. Và nó trở nên rõ ràng rằng đó là sự thật và hơi làm giảm mức tăng, nhưng cho phép bạn cải thiện một vài lựa chọn khác:

1. Mịn đáp ứng tần số (dẫn đến cần thiết của họ).
2. Nó cho phép để dự đoán hành vi của các bộ khuếch đại.
3. Có khả năng để loại bỏ các phi tuyến tính và tín hiệu méo.

Phản hồi hơn (chúng ta đang nói về những tiêu cực), ít ảnh hưởng đến hiệu suất khuếch đại với một hệ điều hành mở. Kết quả - tất cả các thông số của nó chỉ phụ thuộc vào những gì thuộc tính của một mạch.

Điều đáng chú ý đến thực tế là tất cả các khuếch đại thuật toán hoạt động trong một chế độ với một phản hồi rất sâu. Một tăng điện áp (vòng hở của nó) có thể đạt được thậm chí vài triệu. Vì vậy, các mạch khuếch đại là một bộ khuếch đại hoạt động là vô cùng khắt khe về việc tuân thủ tất cả các thông số của nguồn điện và mức độ tín hiệu đầu vào.