Penguat operasi - apa itu?

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai dia penguat operasi, atau jika anda masih tidak tahu apa itu, di sini anda dapat memahami lebih sedikit mengenai jenis peranti ini. Selanjutnya, ini Komponen elektronik mereka cukup digunakan dalam rangkaian yang banyak, kerana sangat praktikal untuk banyak aplikasi.

Terima kasih kepada mereka, isyarat analog dapat diproses, banyak operasi dengan mereka, buat perbandingan, dll. Hari ini mereka hadir di banyak litar yang anda gunakan setiap hari, termasuk papan anda. Arduino...

Apakah penguat operasi?

El konsep op amp akan muncul pada tahun 1947. Yang pertama dibina menggunakan tiub vakum yang akan digunakan pada komputer analog pertama. Terima kasih kepada mereka, operasi matematik asas dapat dilakukan, seperti penambahan, pengurangan, pendaraban, pembahagian, derivasi, integrasi, dll. Oleh itu mereka dipanggil penguat "operasi" ...

Sehingga tahun 1964, terima kasih kepada yang terkenal Fairchild Semiconductor, penguat operasi monolitik pertama yang dibina di litar bersepadu, seperti yang diedarkan hari ini, tidak akan tiba. Itu adalah karya jurutera Robert John Widlar, dan ditandai μA702. Dari sana ia akan berkembang menjadi μA741 1968, cip bipolar yang telah menjadi standard industri.

Penguat operasi ini (juga dikenali sebagai Op Amp), adalah alat yang mampu melakukan banyak tugas bergantung pada komponen elektronik yang disertakan. Unsur-unsur ini akan dilampirkan pada 5 pinnya (pinout):

• - input: adalah input terbalik.
• + kemasukan: adalah entri langsung, iaitu bukan pelabur.
• Output: keluar.
• + Vss: ia adalah makanan positif.
• -Vs: adalah makanan negatif.

Dalam peranti ini beberapa keadaan yang sangat khusus yang anda mesti tahu. Sebagai contoh:

• Tidak ada arus masuk / meninggalkan pin pembalik dan bukan pembalik kerana impedans antara keduanya tidak terbatas (dalam op amp yang ideal).
• Keuntungan pembezaan dalam yang ideal juga akan menjadi tidak terbatas, walaupun dalam praktiknya tidak mungkin, kerana ketika ketepuan dicapai, voltan output tetap tetap.
• Perbezaan potensi antara input pembalik dan bukan pembalik mestilah sifar.
• Keuntungan yang sangat tinggi. Tetapi seimbang, iaitu, ia akan sama dalam kedua input. Ini menunjukkan bahawa output adalah sifar jika kedua-dua input diberi makan dengan isyarat yang sama dan kekutuban yang sama
• Rintangan input yang sangat tinggi, dan rintangan output yang sangat rendah.
• Seperti amp lain, mereka boleh mencapai titik tepu mereka. Pada masa itu, isyarat output tidak akan terus meningkat walaupun perbezaan antara isyarat berlaku.
• Lebar jalur juga tidak terbatas dalam kes yang ideal, tetapi dalam kes yang sebenarnya tidak mungkin. Ini menunjukkan julat frekuensi di mana fungsi operasi tertentu tetap tepat.

Dan seperti namanya, op amp adalah peranti yang boleh meningkatkan sebarang jenis isyarat (voltan atau intensiti), arus bolak-balik dan arus terus. Dan itu sudah cukup untuk menjalankan banyak operasi mengikut konfigurasi atau mod yang akan kita lihat di bahagian seterusnya ...

Mod operasi

Perkara yang baik mengenai op amp adalah bahawa ia dapat dikonfigurasikan dengan pelbagai cara supaya anda dapat bekerja dengan cara yang berbeza:

Pelabur

Op amp boleh berfungsi sebagai penguat voltan pelabur dan bukan pelabur. Apabila anda melakukan ini sebagai penyongsang, voltan keluaran bertentangan dengan voltan masukan (bukan fasa yang sama seperti pada bukan penyongsang).

Anda juga harus tahu bahawa mereka boleh berfungsi dengan baik semasa berterusan dan arus bolak balik dalam konfigurasi jenis ini. Dalam kes AC, kapasitor C1 akan dimasukkan dalam siri dan tepat di hadapan R1.

Dalam kes ini, tamak boleh dikira dengan formula:

A_v = - R₂ /r₁

Walaupun anda juga boleh hitung rintangan yang menghubungkan ke input dan ground dengan:

R₃ = R₁ R₂ /r₁ + R₂

Bukan pelabur

Penguat operasi bukan pelabur ia akan digerakkan oleh input tidak terbalik, dan isyarat output berada dalam fasa dengan input. Dalam kes ini, ia juga dapat berfungsi dalam konfigurasi ini untuk DC sebagai AC, menambahkan dalam kasus kedua dua kapasitor, C1 dalam input langsung, dan C2 secara seri antara R1 dan ground.

Dalam kes ini, keuntungan dikira berbeza:

A_v = R₁ + R₂ /r₁

Sementara itu rintangan ketiga ia masih dikira dengan formula yang sama seperti pada penyongsang ...

Penambah voltan

Op amp boleh digunakan untuk isyarat campuran input dari pelbagai sumber. Litar jenis ini menggunakan beberapa input (maksimum 10, walaupun hanya ada 3 dalam gambar).

Apa yang berlaku di sini adalah bahawa amperage sama dengan jumlah arus sebahagian input (seperti yang ditentukan oleh undang-undang Kirchhoff):

I_i = Saya₁ + Saya₂ + Saya₃

Setiap intensiti ini, menerapkan Undang-undang Ohm, akan bergantung de:

I₁ = V₁ /r₁

I₂ = V₂ /r₂

I₃ = V₃ /r₃

Oleh kerana intensiti arus input mempunyai nilai yang sama dan merupakan tanda yang bertentangan dengan output semasa, dapat ditentukan bahawa:

I_i = - Saya_o

Oleh itu, dapat ditentukan bahawa voltan keluaran akan jadi:

V_o = Saya_o R₄ = -Saya_i R₄

Dalam kes ini, tambah lagi kapasitor ia juga boleh berfungsi dengan AC ...

Pengurang voltan

Dalam kes ini, ia adalah penguat pembezaan yang terdiri daripada pelabur dan bukan pelabur. Ia dapat digunakan untuk mengurangi arus bolak-balik dan arus terus, cukup untuk meletakkan atau mengeluarkan kapasitor secara bersiri dengan perintang inputnya.

Dalam kes ini, voltan keluaran akan jadi:

V_o = V_o1 + V_o2 = R₄ /r₁ (V_o1 + V_o2)

Pembanding

Dalam konfigurasi seperti pembanding, dua kuantiti jenis isyarat yang sama akan dibandingkan dan isyarat output akan menunjukkan sama ada nilai input sama atau tidak. Iaitu, perkara berikut boleh berlaku:

Sekiranya V_i1 <V_i2  output V_o ia akan menjadi positif.

Sekiranya V_i1 > V_i2  output V_o ia akan menjadi negatif.

Anda mesti ingat bahawa jika litar digunakan di gelung terbuka (tanpa perintang maklum balas), ia akan bertindak seperti pembanding voltan.

Tetapan lain

Boleh jadi konfigurasikan cara lain Untuk penguat operasi ini, sambungkannya dalam lata, dan bahkan ganti perintang dengan potensiometer untuk membuat penguat keuntungan berubah, sebagai integrator, derivatif, sebagai penukar, untuk fungsi logaritmik dan eksponen, pembanding tetingkap, dll. Tetapi ini lebih jarang berlaku daripada yang saya nyatakan di atas ...​

aplikasi

yang aplikasi op amp ini boleh berganda. Anda mesti menggunakannya. Sebenarnya, mereka terdapat di beberapa papan pengembangan, dalam kalkulator digital, dalam penapis sistem bunyi (lulus tinggi, PAS Rendah, lebar jalur, penapis aktif, pengayun), dalam penyangga preamplifier dan audio / video, dalam pengatur, penukar, penyesuai tingkat (misalnya CMOS-TTL,…), penyearah ketepatan, untuk mengelakkan kesan pemuatan, dll.

Su serba boleh Ini kerana mereka dapat berfungsi sebagai pembanding isyarat, pengikut voltan, penguat bukan pembalik, penambah terbalik, sebagai penambah terbalik, sebagai penyatu, pemisah, penukar arus ke voltan, untuk fungsi logaritmik atau eksponen, sebagai penukar Digital / Analog, dan lain-lain.

Penguat operasi yang paling banyak digunakan

Sekiranya anda seorang pembuat atau anda membuat beberapa jenis projek DIY, anda pasti ingin mengetahui sebahagiannya model op amp yang paling biasa. Sebagai contoh:

• μA709M
• LM741
• LM1458
• LM358N
• LM324
• LF353-N
• Tiada produk dijumpai.
• Tiada produk dijumpai.
• OP07
• MAX4238
• Tiada produk dijumpai.
• LM339
• CA 3130
• CA 3140
• TL071
• TL082
• IC747