Penguat operasional - apa itu?

penguat operasional

Jika Anda ingin belajar lebih banyak tentang dia penguat operasional, atau jika Anda masih belum tahu apa itu, di sini Anda bisa lebih memahami perangkat jenis ini. Selanjutnya, ini Komponen elektronik mereka cukup digunakan di banyak sirkuit, karena sangat praktis untuk banyak aplikasi.

Berkat mereka, sinyal analog dapat diproses, banyak operasi dengan mereka, buat perbandingan, dll. Hari ini mereka hadir di banyak sirkuit yang Anda gunakan setiap hari, termasuk papan Anda. Arduino...

Apa itu penguat operasional?

simbol op amp

El konsep op amp akan muncul pada tahun 1947. Yang pertama dibangun menggunakan tabung vakum untuk digunakan dalam komputer analog pertama. Berkat mereka, operasi matematika dasar dapat dilakukan, seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, penurunan, integrasi, dll. Karenanya mereka disebut penguat "operasional" ...

Sampai tahun 1964, berkat yang terkenal Semikonduktor Fairchild, penguat operasional monolitik pertama yang dibangun di atas sirkuit terintegrasi, seperti yang didistribusikan hari ini, tidak akan tiba. Itu adalah karya insinyur Robert John Widlar, dan diberi tanda μA702. Dari sana ia akan berkembang menjadi 741 μA1968, sebuah chip bipolar yang telah menjadi standar industri.

Penguat operasional ini (juga dikenal sebagai Op Amp), adalah perangkat yang mampu melakukan banyak tugas tergantung pada komponen elektronik yang menyertainya. Elemen-elemen ini akan dilampirkan 5 pin nya (pin keluar):

  • - memasukkan: adalah masukan pembalik.
  • + masukan: adalah entri langsung, yaitu non-investor.
  • Keluaran: keluar.
  • + Vss: itu adalah pemberian makan yang positif.
  • -vss: adalah pemberian makan negatif.

Di perangkat ini beberapa kondisi yang sangat khusus yang harus Anda ketahui. Sebagai contoh:

  • Tidak ada arus yang masuk / keluar dari pin pembalik dan non-pembalik karena impedansi antara keduanya tidak terbatas (dalam op amp yang ideal).
  • Gain diferensial dalam yang ideal juga tidak terbatas, meskipun dalam praktiknya tidak mungkin, karena ketika saturasi tercapai, tegangan keluaran tetap konstan.
  • Beda potensial antara masukan pembalik dan non-pembalik harus nol.
  • Keuntungan yang sangat tinggi. Tapi seimbang, artinya akan sama di kedua input. Itu menyiratkan bahwa output adalah nol jika kedua input diumpankan oleh sinyal yang sama dan polaritas yang sama
  • Resistansi masukan yang sangat tinggi, dan resistansi keluaran yang sangat rendah.
  • Seperti amp lainnya, mereka dapat mencapai titik jenuhnya. Pada saat itu, sinyal keluaran tidak akan terus meningkat meskipun perbedaan antar sinyal meningkat.
  • Bandwidth juga tidak terbatas dalam kasus ideal, tetapi dalam kasus nyata itu tidak mungkin. Ini menunjukkan rentang frekuensi di mana fungsi operasional tertentu tetap akurat.

Dan seperti namanya, op amp adalah perangkat yang bisa meningkatkan semua jenis sinyal (tegangan atau intensitas), baik arus bolak-balik maupun arus searah. Dan itu cukup untuk melakukan banyak operasi sesuai dengan konfigurasi atau mode yang akan kita lihat di bagian selanjutnya ...

Mode operasi

Hal yang menyenangkan tentang op amp adalah ia bisa dapat dikonfigurasi dengan berbagai cara sehingga Anda dapat bekerja secara berbeda:

Inversor

Sebuah op amp dapat berfungsi sebagai penguat tegangan investor dan bukan seorang investor. Ketika Anda melakukannya sebagai inverter, tegangan output dalam fase berlawanan dengan tegangan input (bukan fase yang sama seperti pada non-inverter).

Juga, Anda harus tahu bahwa mereka dapat bekerja dengan keduanya saat ini kontinu seperti arus bolak-balik dalam jenis konfigurasi ini. Dalam kasus AC, kapasitor C1 akan disertakan dalam seri dan tepat di depan R1.

Dalam hal ini, ganancia bisa dihitung dengan rumus:

Av = - R2 /R1

Meskipun Anda juga bisa hitung hambatan yang terhubung ke input dan ke ground dengan:

R3 = R1 R2 /R1 + R2

Bukan investor

bukan investor

Penguat operasional bukan investor itu akan didukung oleh input non-pembalik, dan sinyal output sefase dengan input. Dalam hal ini juga dapat bekerja dalam konfigurasi ini untuk DC sebagai AC, menambahkan dalam kasus kedua dua kapasitor, C1 di input langsung, dan C2 di seri antara R1 dan ground.

Dalam hal ini, keuntungan dihitung secara berbeda:

Av = R1 + R2 /R1

Sementara itu resistensi ketiga masih dihitung dengan rumus yang sama seperti pada inverter ...

Penambah tegangan

penambah

Op amp bisa digunakan untuk sinyal campuran masukan dari berbagai sumber. Jenis rangkaian ini menggunakan beberapa input (hingga maksimal 10, meskipun hanya ada 3 pada gambar).

Apa yang terjadi di sini adalah bahwa arus listrik sama dengan jumlah arus parsial dari input (sebagaimana ditetapkan oleh hukum Kirchhoff):

Ii = Saya1 + Saya2 + Saya3

Masing-masing intensitas ini, menerapkan Hukum Ohm, akan bergantung dari:

I1 = V1 /R1

I2 = V2 /R2

I3 = V3 /R3

Karena intensitas arus masukan memiliki nilai yang sama dan merupakan tanda kebalikan dari arus keluaran, dapat ditentukan bahwa:

Ii = - Sayao

Oleh karena itu, dapat ditentukan bahwa file tegangan keluaran akan:

Vo = Sayao R4 = -Akui R4

Dalam hal ini, tambahkan lagi kapasitor itu juga bisa bekerja dengan AC ...

Pengurang tegangan

penerima

Dalam hal ini, ini adalah a penguat diferensial yang terdiri dari investor dan non-investor. Ini dapat digunakan untuk mengurangi arus bolak-balik dan searah, itu akan cukup untuk memasang atau melepas kapasitor secara seri dengan resistor inputnya.

Dalam hal ini, tegangan keluaran akan:

Vo = Vo1 + Vo2 = R4 /R1 (Vo1 + Vo2)

Pembanding

pembanding

Dalam konfigurasi seperti pembanding, dua jumlah sinyal yang sama akan dibandingkan dan sinyal keluaran akan menunjukkan apakah nilai masukan sama atau tidak. Artinya, hal berikut dapat terjadi:

Jika Vi1 <Vi2  keluaran V.o itu akan menjadi positif.

Jika Vi1 > Vi2  keluaran V.o itu akan menjadi negatif.

Anda harus ingat bahwa jika sirkuit digunakan di loop terbuka (tanpa resistor umpan balik), itu akan berperilaku seperti pembanding tegangan.

Pengaturan lainnya

Anda bisa konfigurasikan cara lain Untuk penguat operasional ini, hubungkan mereka dalam kaskade, dan bahkan ganti resistor dengan potensiometer untuk membuat penguat penguatan variabel, sebagai integrator, turunan, sebagai konverter, untuk fungsi logaritmik dan eksponensial, pembanding jendela, dll. Tetapi ini lebih jarang daripada yang saya jelaskan di atas ...​,war

aplikasi

itu aplikasi op amp ini bisa berlipat ganda. Anda pasti pernah menggunakannya. Faktanya, mereka hadir di beberapa papan pengembangan, di kalkulator digital, di filter sistem suara (high pass, lulus rendah, bandwidth, filter aktif, osilator), di preamplifier dan buffer audio / video, di regulator, konverter, adaptor level (misalnya CMOS-TTL,…), penyearah presisi, untuk menghindari efek pemuatan, dll.

Su keserbagunaan Itu karena mereka dapat berfungsi sebagai pembanding sinyal, pengikut tegangan, penguat non-pembalik, penambah pembalik, sebagai penambah pembalik, sebagai integrator, shunt, konverter arus ke tegangan, untuk fungsi logaritmik atau eksponensial, sebagai konverter Digital / Analog, dll.

Amplifier operasional yang paling banyak digunakan

Jika Anda seorang pembuat atau Anda melakukan semacam proyek DIY, Anda pasti ingin tahu beberapa di antaranya model op amp paling umum. Sebagai contoh:


Jadilah yang pertama mengomentari

tinggalkan Komentar Anda

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang harus diisi ditandai dengan *

*

*

  1. Penanggung jawab data: Miguel Ángel Gatón
  2. Tujuan data: Mengontrol SPAM, manajemen komentar.
  3. Legitimasi: Persetujuan Anda
  4. Komunikasi data: Data tidak akan dikomunikasikan kepada pihak ketiga kecuali dengan kewajiban hukum.
  5. Penyimpanan data: Basis data dihosting oleh Occentus Networks (UE)
  6. Hak: Anda dapat membatasi, memulihkan, dan menghapus informasi Anda kapan saja.