Bộ khuếch đại hoạt động - nó là gì?

Isaac

7 phút

hoạt động khuếch đại

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về anh ấy hoạt động khuếch đại, hoặc nếu bạn vẫn chưa biết nó là gì thì qua đây bạn có thể hiểu thêm một chút về loại thiết bị này. Hơn nữa, những Linh kiện điện tử chúng được sử dụng khá phổ biến trong vô số mạch, vì chúng rất thiết thực cho vô số ứng dụng.

Nhờ chúng, các tín hiệu tương tự có thể được xử lý, vô số hoạt động với họ, so sánh, v.v. Ngày nay, chúng hiện diện trong nhiều mạch điện mà bạn sử dụng hàng ngày, bao gồm cả bo mạch của bạn. Arduino...

Bộ khuếch đại hoạt động là gì?

ký hiệu op amp

El khái niệm op amp sẽ xuất hiện vào năm 1947. Chiếc đầu tiên được chế tạo bằng cách sử dụng các ống chân không để sử dụng trong các máy tính tương tự đầu tiên. Nhờ chúng, các phép toán cơ bản có thể được thực hiện, chẳng hạn như cộng, trừ, nhân, chia, đạo hàm, tích phân, v.v. Do đó chúng được gọi là bộ khuếch đại "hoạt động" ...

Cho đến năm 1964, nhờ sự nổi tiếng Chất bán dẫn Fairchild, bộ khuếch đại hoạt động nguyên khối đầu tiên được xây dựng trên mạch tích hợp sẽ không xuất hiện, vì chúng được phân phối ngày nay. Nó là công trình của kỹ sư Robert John Widlar, và được đánh dấu μA702. Từ đó nó sẽ phát triển lên năm 741 μA1968, một chip lưỡng cực đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp.

Các bộ khuếch đại hoạt động này (còn được gọi là Op Amp), là các thiết bị có khả năng thực hiện vô số nhiệm vụ tùy thuộc vào các thành phần điện tử đi kèm với nó được đặt. Các yếu tố đó sẽ được gắn vào 5 chân của nó (sơ đồ chân):

  • - đầu vào: là đầu vào đảo ngược.
  • + đầu vào: là mục nhập trực tiếp, tức là không phải nhà đầu tư.
  • Đầu ra: lối ra.
  • + Vss: nó là sự cho ăn tích cực.
  • -vss: là sự cho ăn âm tính.

Trong các thiết bị này, một số điều kiện rất cụ thể mà bạn nên biết. Ví dụ:

  • Không có dòng điện đi vào / ra khỏi các chân đảo ngược và không đảo vì trở kháng giữa hai chân này là vô hạn (trong một amp op lý tưởng).
  • Độ lợi vi sai trong một lý tưởng cũng sẽ là vô hạn, mặc dù trong thực tế là không thể, vì khi đạt đến độ bão hòa, điện áp đầu ra không đổi.
  • Chênh lệch tiềm năng giữa đầu vào đảo ngược và không đảo ngược phải bằng không.
  • Đạt được rất cao. Nhưng cân bằng, tức là nó sẽ giống nhau ở cả hai đầu vào. Điều này ngụ ý rằng đầu ra bằng XNUMX nếu cả hai đầu vào được cung cấp bởi các tín hiệu bằng nhau và có phân cực bằng nhau
  • Điện trở đầu vào rất cao và điện trở đầu ra rất thấp.
  • Giống như bất kỳ bộ khuếch đại nào khác, chúng có thể đạt đến điểm bão hòa. Khi đó, tín hiệu đầu ra sẽ không tiếp tục tăng ngay cả khi sự khác biệt giữa các tín hiệu.
  • Băng thông cũng là vô hạn trong trường hợp lý tưởng, nhưng trong trường hợp thực thì không thể. Điều này cho biết dải tần số mà trong đó một chức năng hoạt động nhất định được giữ chính xác.

Và như tên gọi của nó, op amp là một thiết bị có thể tăng cường bất kỳ loại tín hiệu nào (điện áp hoặc cường độ), cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều. Và như vậy là đủ để thực hiện vô số thao tác theo các cấu hình hoặc chế độ mà chúng ta sẽ thấy trong phần tiếp theo ...

Chế độ hoạt động

Điều tốt đẹp về op amp là nó có thể được cấu hình theo nhiều cách khác nhau để bạn có thể làm việc theo cách khác:

người đầu tư

Một amp op có thể hoạt động như một bộ khuếch đại điện áp nhà đầu tư và không phải là nhà đầu tư. Khi bạn làm điều đó như một bộ nghịch lưu, điện áp đầu ra ngược pha với điện áp đầu vào (thay vì cùng pha như ở các bộ không biến tần).

Ngoài ra, bạn nên biết rằng chúng có thể hoạt động với cả hiện tại liên tục cũng như dòng điện xoay chiều trong kiểu cấu hình này. Trong trường hợp AC, một tụ điện C1 sẽ được mắc nối tiếp và ngay trước R1.

Trong trường hợp này, đạt được có thể được tính bằng công thức:

Av = - R2 / R1

Trong khi bạn cũng có thể tính toán sức đề kháng kết nối với đầu vào và nối đất với:

R3 = R1 R2 / R1 + R2

Không phải nhà đầu tư

không phải nhà đầu tư

Một bộ khuếch đại hoạt động không phải nhà đầu tư nó sẽ được cấp nguồn bởi đầu vào không đảo và tín hiệu đầu ra cùng pha với tín hiệu của đầu vào. Trong trường hợp này, nó cũng có thể hoạt động trong cấu hình này cho DC là AC, thêm trong trường hợp thứ hai hai tụ điện, C1 ở đầu vào trực tiếp và C2 mắc nối tiếp giữa R1 và đất.

Trong trường hợp này, lợi nhuận được tính theo cách khác:

Av = R1 + R2 / R1

Trong khi kháng thứ ba nó vẫn được tính với công thức tương tự như trong biến tần ...

Bộ cộng điện áp

người bổ sung

Một amp op có thể được sử dụng để trộn tín hiệu đầu vào từ các nguồn khác nhau. Loại mạch này sử dụng một số đầu vào (tối đa là 10, mặc dù chỉ có 3 trong hình ảnh).

Điều gì xảy ra ở đây là cường độ dòng điện bằng tổng các dòng điện một phần của các đầu vào (như được thiết lập bởi định luật Kirchhoff):

Ii = Tôi1 + Tôi2 + Tôi3

Mỗi cường độ này, áp dụng Định luật Ohm, sẽ phụ thuộc của:

I1 = V1 / R1

I2 = V2 / R2

I3 = V3 / R3

Vì cường độ dòng điện đầu vào có cùng giá trị và ngược dấu với sản lượng hiện tại, có thể xác định rằng:

Ii = - tôio

Do đó, có thể xác định rằng điện áp đầu ra là:

Vo = Tôio R4 = -Tôii R4

Trong trường hợp này, một lần nữa thêm tụ điện nó cũng có thể hoạt động với AC ...

Bộ trừ điện áp

người nhận

Trong trường hợp này, nó là một bộ khuếch đại vi sai mà bao gồm một nhà đầu tư và một nhà đầu tư không phải là nhà đầu tư. Nó có thể được sử dụng để trừ các dòng điện xoay chiều và một chiều, nó sẽ đủ để đặt hoặc loại bỏ các tụ điện mắc nối tiếp với các điện trở của đầu vào của chúng.

Trong trường hợp này, điện áp đầu ra là:

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

Máy so sánh

người so sánh

Trong một cấu hình như người so sánh, hai đại lượng cùng loại của một tín hiệu sẽ được so sánh và tín hiệu đầu ra sẽ cho biết giá trị của các đầu vào có giống nhau hay không. Đó là, những điều sau có thể xảy ra:

Nếu Vi1 <Vi2  đầu ra Vo nó sẽ tích cực.

Nếu Vi1 > Vi2  đầu ra Vo nó sẽ là tiêu cực.

Bạn phải ghi nhớ rằng nếu mạch được sử dụng trong vòng lặp mở (không có điện trở phản hồi), nó sẽ hoạt động giống như một bộ so sánh điện áp.

Các cài đặt khác

Có thể cấu hình các cách khác Đối với các bộ khuếch đại hoạt động này, hãy kết nối chúng theo tầng, và thậm chí thay thế các điện trở bằng chiết áp để tạo ra các bộ khuếch đại độ lợi thay đổi, làm bộ tích phân, đạo hàm, làm bộ chuyển đổi, cho các hàm logarit và hàm mũ, bộ so sánh cửa sổ, v.v. Nhưng những điều này ít thường xuyên hơn những điều tôi đã mô tả ở trên ...â € <

ứng dụng

các ứng dụng trong số các amps op này có thể là nhiều. Bạn phải đã sử dụng chúng. Trên thực tế, chúng có mặt trong một số bảng phát triển, trong máy tính kỹ thuật số, trong các bộ lọc của hệ thống âm thanh (thông số cao, vượt qua thấp, băng thông, bộ lọc hoạt động, bộ tạo dao động), trong bộ tiền khuếch đại và bộ đệm âm thanh / video, trong bộ điều chỉnh, bộ chuyển đổi, bộ điều hợp mức (ví dụ: CMOS-TTL,…), bộ chỉnh lưu chính xác, để tránh hiệu ứng tải, v.v.

Su tính linh hoạt Đó là bởi vì chúng có thể hoạt động như bộ so sánh tín hiệu, bộ theo điện áp, bộ khuếch đại không đảo ngược, bộ cộng đảo ngược, như bộ cộng đảo ngược, như một bộ tích hợp, bộ chuyển đổi dòng điện sang điện áp, cho các hàm logarit hoặc hàm mũ, như bộ chuyển đổi Kỹ thuật số / Tương tự, Vân vân.

Bộ khuếch đại hoạt động được sử dụng nhiều nhất

Nếu bạn là một nhà sản xuất hoặc bạn đang thực hiện một số loại dự án DIY, chắc chắn bạn sẽ muốn biết một số các mô hình op amp phổ biến nhất. Ví dụ:


Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu bằng *

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.