Операционен усилвател - какво е това?

операционен усилвател

Ако искате да научите повече за него операционен усилвател, или ако все още не знаете какво е, тук можете да разберете малко повече за този тип устройства. Освен това, тези Електронни компоненти те са доста използвани в множество схеми, тъй като са много практични за множество приложения.

Благодарение на тях аналоговите сигнали могат да бъдат обработвани, множество операции с тях, направете сравнения и т.н. Днес те присъстват в много от схемите, които използвате всеки ден, включително и на борда. Arduino...

Какво е операционен усилвател?

оп усилвател символ

El операционна усилвателна концепция ще се появи през 1947 г. Първите са построени с помощта на вакуумни тръби, които ще се използват в първите аналогови компютри. Благодарение на тях биха могли да се извършват фундаментални математически операции като събиране, изваждане, умножение, деление, извеждане, интегриране и т.н. Следователно те се наричат ​​"операционни" усилватели ...

До 1964 г., благодарение на известния Fairchild Semiconductor, първият монолитен операционен усилвател, изграден върху интегрална схема, както се разпространява днес, няма да пристигне. Това е дело на инженер Робърт Джон Уидлар и е означено с μA702. Оттам ще се развие до 741 μA1968, биполярен чип, превърнал се в индустриален стандарт.

Тези операционни усилватели (известни също като Op Amp) са устройства, способни да изпълняват множество задачи в зависимост от разположението на придружаващите електронни компоненти. Тези елементи ще бъдат прикрепени към неговите 5 щифта (разводка):

  • - вход: е инвертиращият вход.
  • + вход: е директното влизане, т.е. неинвеститорът.
  • Продукция: изход.
  • + Vss: това е положителното хранене.
  • -Вс: е отрицателно хранене.

В тези устройства някои много специфични условия че трябва да знаете. Например:

  • Няма ток, който влиза / излиза от инвертиращите и неинвертиращите щифтове, тъй като импедансът между двете е безкраен (в идеален операционен усилвател).
  • Диференциалното усилване в идеалния също ще бъде безкрайно, въпреки че на практика това не е възможно, тъй като когато се достигне насищане, изходното напрежение остава постоянно.
  • Потенциалната разлика между инвертиращия и неинвертиращия вход трябва да бъде нула.
  • Много висока печалба. Но балансирано, тоест ще бъде еднакво и в двата входа. Това означава, че изходът е нула, ако и двата входа се подават от еднакви сигнали и с еднаква полярност
  • Много високо входно съпротивление и много ниско изходно съпротивление.
  • Както всеки друг усилвател, те могат да достигнат своята точка на насищане. По това време изходният сигнал няма да продължи да се увеличава, дори ако разликата между сигналите има.
  • Честотната лента също е безкрайна в идеалния случай, но в реален случай това не е възможно. Това показва честотния диапазон, в който дадена оперативна функция се поддържа точна.

И както подсказва името му, операционният усилвател е устройство, което може усилва всякакъв вид сигнал (напрежение или интензитет), както променлив ток, така и постоянен ток. И това е достатъчно, за да се извършат множество операции според конфигурациите или режимите, които ще видим в следващия раздел ...

Режими на работа

Хубавото на операционния усилвател е, че може да бъде конфигуриран по различни начини за да можете да работите по различен начин:

Inversor

Операционният усилвател може да работи като усилвател на напрежение инвеститор а не инвеститор. Когато правите това като инвертор, изходното напрежение е във фазово противопоставяне на входното напрежение (вместо същата фаза, както при неинверторите).

Освен това трябва да знаете, че те могат да работят и с двете ток непрекъснат, както и променлив ток в този тип конфигурация. В случай на променлив ток, кондензатор C1 ще бъде включен последователно и точно пред R1.

В този случай ganancia може да се изчисли по формулата:

Av = - R2 / Р1

Докато можете и вие изчислете съпротивлението който се свързва към входа и към земята с:

R3 = R1 R2 / Р1 + R2

Не инвеститор

не инвеститор

Оперативен усилвател не инвеститор той ще се захранва от неинвертиращия вход и изходният сигнал е във фаза с този на входа. В този случай той може да работи и в тази конфигурация за постоянен ток като променлив ток, добавяйки във втория случай два кондензатора, C1 в директния вход и C2 последователно между R1 и земята.

В този случай печалбата се изчислява по различен начин:

Av = R1 + R2 / Р1

Докато трета съпротива все още се изчислява със същата формула като в инвертора ...

Суматор на напрежение

суматор

Може да се използва операционен усилвател смесване на сигнали принос от различни източници. Този тип верига използва няколко входа (до максимум 10, въпреки че в изображението има само 3).

Това, което се случва тук е, че ампераж е равна на сумата от частичните токове на входовете (както е установено от закона на Kirchhoff):

Ii = Аз1 + I2 + I3

Всеки от тези интензитети, прилагайки Законът на Ом, ще зависи де:

I1 = V1 / Р1

I2 = V2 / Р2

I3 = V3 / Р3

Тъй като интензитетът на входящия ток има същата стойност и е с обратен знак на изходен ток, може да се определи, че:

Ii = - Азo

Следователно може да се определи, че изходно напрежение ще бъде:

Vo = Азo R4 = -Ii R4

В този случай отново добавяне кондензатори може да работи и с променлив ток ...

Извадител на напрежението

приемник

В този случай това е a диференциален усилвател който се състои от инвеститор и неинвеститор. Може да се използва за изваждане на променлив и постоянен ток, ще бъде достатъчно кондензаторите да бъдат поставени или премахнати последователно с резисторите на техните входове.

В този случай изходно напрежение ще бъде:

Vo = Vo1 + Vo2 = R4 / Р1 (Vo1 + Vo2)

Компаратор

компаратор

В конфигурация като компаратор, две величини от един и същи тип сигнал ще бъдат сравнени и изходният сигнал ще покаже дали стойностите на входовете са еднакви или не. Тоест може да се случи следното:

Ако Vi1 <Vi2  V изходаo ще бъде положително.

Ако Vi1 > Vi2  V изходаo ще бъде отрицателно.

Трябва да имате предвид, че ако веригата се използва в отворен цикъл (без резистор за обратна връзка), той ще се държи като компаратор на напрежението.

Други настройки

Можете да конфигуриране на други начини За тези операционни усилватели ги свържете в каскада и дори заменете резисторите с потенциометри, за да направите усилватели с променливо усилване, като интегратор, производни, като преобразуватели, за логаритмични и експоненциални функции, компаратор на прозорци и т.н. Но те са по-редки от тези, които описах по-горе ...â € <

приложения

на приложения от тези операционни усилватели могат да бъдат множество. Сигурно сте ги използвали. Всъщност те присъстват в някои платки за разработка, в цифрови калкулатори, във филтри за звукова система (високочестотни, нисък пас, честотна лента, активни филтри, осцилатори), в предусилватели и аудио / видео буфери, в регулатори, преобразуватели, адаптери за ниво (напр. CMOS-TTL, ...), прецизни изправители, за да се избегне ефектът на натоварване и др.

Su гъвкавост Това е така, защото те могат да функционират като компаратори на сигнали, последователи на напрежение, неинвертиращи усилватели, инвертиращ суматор, като инвертиращ суматор, като интегратор, шунт, преобразувател на ток към напрежение, за логаритмични или експоненциални функции, като цифрови / аналогови преобразуватели и др.

Най-използваните операционни усилватели

Ако сте производител или правите някакъв проект за „направи си сам“, със сигурност ще искате да знаете някои от тях най-често срещаните модели операционни усилватели, Например:


Бъдете първите, които коментират

Оставете вашия коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

*

*

  1. Отговорен за данните: Мигел Анхел Гатон
  2. Предназначение на данните: Контрол на СПАМ, управление на коментари.
  3. Легитимация: Вашето съгласие
  4. Съобщаване на данните: Данните няма да бъдат съобщени на трети страни, освен по законово задължение.
  5. Съхранение на данни: База данни, хоствана от Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: По всяко време можете да ограничите, възстановите и изтриете информацията си.