Операционный усилитель - что это?

Если вы хотите узнать о нем больше операционный усилитель, или, если вы все еще не знаете, что это такое, здесь вы можете немного больше узнать об этом типе устройства. Кроме того, эти Электронные компоненты они широко используются во множестве схем, так как они очень практичны для множества приложений.

Благодаря им можно обрабатывать аналоговые сигналы, множество операций с ними делать сравнения и т. д. Сегодня они присутствуют во многих схемах, которые вы используете каждый день, включая вашу плату. Arduino...

Что такое операционный усилитель?

El концепция операционного усилителя появится в 1947 году. Первые были построены с использованием электронных ламп для использования в первых аналоговых компьютерах. Благодаря им можно было выполнять фундаментальные математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение, деление, вывод, интегрирование и т. Д. Отсюда их называют «операционными» усилителями ...

До 1964 года благодаря знаменитому Fairchild Semiconductor, первый монолитный операционный усилитель, построенный на интегральной схеме, не появился бы в том виде, в каком они распространяются сегодня. Это была работа инженера Роберта Джона Видлара, и она имела маркировку μA702. Оттуда он эволюционировал в μA741 1968 года, биполярный чип, ставший отраслевым стандартом.

Эти операционные усилители (также известные как операционные усилители) представляют собой устройства, способные выполнять множество задач в зависимости от размещенных электронных компонентов. Эти элементы будут прикреплены к его 5 контактов (распиновка):

• - Вход: инвертирующий вход.
• + ввод: это прямой вход, то есть не инвестор.
• Результат: выход.
• + Vss: это положительное кормление.
• -ВСС: отрицательное кормление.

В этих устройствах некоторые очень специфические условия что вы должны знать. Например:

• На инвертирующем и неинвертирующем выводах нет тока, входящего / выходящего, потому что импеданс между ними бесконечен (в идеальном операционном усилителе).
• Дифференциальный коэффициент усиления в идеальном тоже будет бесконечным, хотя на практике это невозможно, поскольку при достижении насыщения выходное напряжение остается постоянным.
• Разность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входом должна быть равна нулю.
• Очень высокий прирост. Но сбалансированный, то есть он будет одинаковым на обоих входах. Это означает, что выход равен нулю, если на оба входа подаются одинаковые сигналы и одинаковой полярности.
• Очень высокое входное сопротивление и очень низкое выходное сопротивление.
• Как и любой другой усилитель, они могут достигать точки насыщения. В это время выходной сигнал не будет увеличиваться, даже если разница между сигналами увеличится.
• В идеальном случае пропускная способность также бесконечна, но в реальном случае это невозможно. Это указывает частотный диапазон, в котором сохраняется точная данная рабочая функция.

Как следует из названия, операционный усилитель - это устройство, которое может усилить любой тип сигнала (напряжение или интенсивность), как переменного, так и постоянного тока. И этого достаточно для выполнения множества операций в соответствии с конфигурациями или режимами, которые мы увидим в следующем разделе ...

Режимы работы

В операционном усилителе хорошо то, что он может настраиваться различными способами чтобы можно было работать по-другому:

Inversor

Операционный усилитель может работать как усилитель напряжения инверсор а не инвестор. Когда вы делаете это как инвертор, выходное напряжение противоположно по фазе входному напряжению (вместо той же фазы, что и в неинверторах).

Кроме того, вы должны знать, что они могут работать как с Corriente постоянный, а также переменный ток в этом типе конфигурации. В случае переменного тока конденсатор C1 будет включен последовательно и прямо перед R1.

В этом случае жадность можно рассчитать по формуле:

A_v = - R₂ / Р₁

Хотя вы также можете рассчитать сопротивление который подключается к входу и к земле с:

R₃ = R₁ р₂ / Р₁ + R₂

Не инвестор

Операционный усилитель не инвестор он будет питаться от неинвертирующего входа, а выходной сигнал будет синфазным с входным. В этом случае он также может работать в этой конфигурации для постоянного и переменного тока, добавляя во втором случае два конденсатора, один конденсатор C1 на прямом входе и один конденсатор C2, подключенный последовательно между R1 и землей.

В этом случае прибыль рассчитывается иначе:

A_v = R₁ + R₂ / Р₁

Хотя третье сопротивление он по-прежнему рассчитывается по той же формуле, что и в инверторе ...

Сумматор напряжения

Операционный усилитель можно использовать для смешивать сигналы ввод из разных источников. Этот тип схемы использует несколько входов (максимум до 10, хотя на изображении их всего 3).

Здесь происходит то, что сила тока равна сумме парциальных токов входов (как установлено законом Кирхгофа):

I_i = Я₁ + Я₂ + Я₃

Каждая из этих интенсивностей, применяя Закон Ома, будет зависеть де:

I₁ = V₁ / Р₁

I₂ = V₂ / Р₂

I₃ = V₃ / Р₃

Поскольку сила входного тока имеет то же значение и знак противоположного значения выходной ток, можно определить, что:

I_i = - Я_o

Следовательно, можно определить, что выходное напряжение быть:

V_o = Я_o р₄ = -I_i р₄

В этом случае снова добавляя конденсаторы он также может работать с AC ...

Вычитатель напряжения

В данном случае это дифференциальный усилитель который состоит из инвестора и неинвестора. Его можно использовать для вычитания переменного и постоянного токов, достаточно будет поставить или снять конденсаторы последовательно с резисторами их входов.

В этом случае выходное напряжение быть:

V_o = V_o1 + V_o2 = R₄ / Р₁ (V_o1 + V_o2)

сравнить

В конфигурации вроде компаратор, будут сравниваться две величины одного и того же типа сигнала, и выходной сигнал будет указывать, совпадают ли значения входных сигналов или нет. То есть может произойти следующее:

Если V_i1 <V_i2  выход V_o это будет положительно.

Если V_i1 > V_i2  выход V_o он будет отрицательным.

Следует иметь в виду, что если схема используется в открытый цикл (без резистора обратной связи) он будет вести себя как компаратор напряжения.

Другие настройки

Май настроить другие способы Для этих операционных усилителей соедините их каскадом и даже замените резисторы потенциометрами, чтобы получить усилители с переменным усилением, такие как интегратор, производная, как преобразователи, для логарифмических и экспоненциальных функций, оконный компаратор и т. Д. Но это реже, чем те, которые я описал выше ...

приложений

Лас- применения таких операционных усилителей может быть несколько. Вы, должно быть, использовали их. Фактически, они присутствуют в некоторых отладочных платах, в цифровых калькуляторах, в фильтрах звуковой системы (фильтр высоких частот, НЧ, полоса пропускания, активные фильтры, генераторы), в предусилителях и буферах аудио / видео, в регуляторах, преобразователях, адаптерах уровня (например, CMOS-TTL,…), прецизионных выпрямителях, чтобы избежать эффекта нагрузки и т. д.

Su многосторонность Это потому, что они могут функционировать как компараторы сигналов, повторители напряжения, неинвертирующие усилители, инвертирующий сумматор, как инвертирующий сумматор, как интегратор, шунт, преобразователь тока в напряжение, для логарифмических или экспоненциальных функций, как цифровой / аналоговый. преобразователи и др.

Наиболее часто используемые операционные усилители

Если вы производитель или делаете какой-то проект DIY, вам наверняка захочется узнать некоторые из самые распространенные модели операционных усилителей, Например:

• мкА709М
• LM741
• LM1458
• ЛМ358Н
• LM324
• LF353-Н
• Товар не был найден.
• Товар не был найден.
• OP07
• MAX4238
• Товар не был найден.
• LM339
• CA 3130
• CA 3140
• TL071
• TL082
• IC747