عملیات، آمپر: نوع مدار، اصل عامل. مدار تقویت کننده در تقویت کننده های عملیاتی غیر معکوس. طرح DC تقویت کننده ولتاژ تقویت کننده عملیاتی

مقاله نظر گرفته خواهد شد استاندارد مدار تقویت کننده است یک تقویت کننده عملیاتی، و نمونه هایی از حالت های مختلف از بهره برداری از این دستگاه می باشد. تا به امروز، هیچ یک از واحد کنترل نمی تواند بدون استفاده از تقویت کننده های عملیاتی را انجام دهد. این یک ابزار واقعا همه کاره که به شما اجازه انجام وظایف مختلف با سیگنال است. درباره چگونه کار می کند و دقیقا چه می کند این امکان را به این دستگاه شما و یادگیری است.

تقویت کننده معکوس

رانندگی معکوس تقویت کننده عملیات، آمپر اندازه کافی ساده است، شما می توانید آن را در عکس می بینید. در هسته آن یک تقویت کننده عملیاتی است (اتصال از نوع آن در این مقاله در نظر گرفته). علاوه بر این، در اینجا:

1. مقاومت R1 افت ولتاژ در حال حاضر در ارزش است آن را به همان عنوان ورودی است.
2. در مقاومت R2 همچنین دارای یک افت ولتاژ - آن است که همان خروجی است.

در این مورد نسبت ولتاژ خروجی از مقدار مقاومت R2 است در ورودی با توجه به R1، اما به آن وارد شوید. دانستن مقادیر ولتاژ و مقاومت را می توان محاسبه به دست آورید. برای این کار، تقسیم ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی. در این تقویت کننده عملیاتی (تغییر مدار آن ممکن است هر دارند) ممکن است افزایش بدون در نظر گرفتن نوع داشته باشید.

جابز بازخورد

بازخورد کار - در حال حاضر یک نکته حیاتی شما نیاز به درک جزئیات بیشتر. فرض کنید، در ورودی تنش خاصی وجود دارد. برای سادگی، محاسبات خواهد شد که ارزش 1 V. را نیز فرض کنید که R1 = 10K، R2 = 100 اهم.

حال فرض کنید که برخی از شرایط پیش بینی نشده وجود دارد، چرا که ولتاژ خروجی مرحله شده است به 0 V. بعدی تعیین می کنند، است که یک الگوی جالب وجود دارد - دو مقاومت شروع به کار در جفت، با هم آنها از یک مقسم ولتاژ ایجاد کنید. در خروجی از مرحله ی معکوس است که در 0.91 حفظ V. این اجازه می دهد تا سیستم عامل برای رفع ورودی عدم تطابق، و کاهش ولتاژ خروجی رخ می دهد. بنابراین، یک نمودار طراحی بسیار ساده از تقویت کننده های عملیاتی، یک تقویت کننده سیگنال که متوجه عملکرد سنسور، برای مثال.

و این تغییر به خلل و فرج بسیار ادامه خواهد داد، تا زمانی که بر ارزش خروجی را تنظیم در 10 V. آن را در این لحظه در ورودی از پتانسیل تقویت کننده عملیاتی بود برابر هستند پایدار است. و آنها را به همان پتانسیل زمین. از سوی دیگر، اگر ولتاژ خروجی از دستگاه ادامه خواهد داد به کاهش، و از آن خواهد شد کمتر از -10 V در پتانسیل ورودی پایین تر از زمین است. نتیجه - ولتاژ خروجی شروع به افزایش می دهد.

در چنین طرح دارای یک نقطه ضعف - امپدانس ورودی بسیار کوچک است، به خصوص در تقویت کننده های با ارزش بالا از افزایش ولتاژ، اگر حلقه بازخورد بسته شده است. طراحی، مورد بحث قرار گرفته است، محروم از همه این کاستی ها.

تقویت کننده غیر معکوس

شکل نشان می دهد یک نمودار از یک تقویت کننده غیر معکوس یک تقویت کننده عملیاتی است. پس از تجزیه و تحلیل آن، ما می توانیم چند نتیجه قرعه کشی:

1. مقدار ولتاژ UA به ورودی برابر است.
2. با تقسیم کردن ولتاژ UA است، که نسبت ولتاژ خروجی کار به مجموع R1 و R2 و R1 مقاومت.
3. در مورد که در آن ارزش UA به ولتاژ ورودی آن برابر است، افزایش نسبت ولتاژ خروجی به ورودی است (و یا ممکن نسبت به مقاومت R2 و R1 اضافه واحد).

این ساختار به نام تقویت کننده غیر معکوس، آن را تا امپدانس ورودی تقریبا بی نهایت. برای مثال، برای تقویت کننده های عملیاتی 411 سری از ارزش خود را - 1012، حداقل. و برای تقویت کننده های عملیاتی با استفاده از ترانزیستور نیمه هادی دو قطبی، معمولا در بیش از 108 اهم. و در اینجا امپدانس خروجی از آبشار است، و همچنین در این طرح پیش از این بحث بسیار کوچک است - اهم به اشتراک بگذارید. و این نیاز به در نظر گرفته شود که این محاسبات مدارات با تقویت کننده های عملیاتی انجام می شود.

تقویت کننده طرح AC

هر دو طرح مورد بحث در این مقاله قبلا در اجرا جریان مستقیم. اما اگر یک کیفیت ارتباط از منبع سیگنال ورودی و تقویت کننده عمل می کند جریان متناوب که زمین برای جریان در ورودی فراهم خواهد کرد. و شما نیاز به توجه به این واقعیت است که ارزش فعلی در اندازه بسیار کوچک است.

در مورد که در آن است نشان دهنده یک AC تقویت لازم برای کاهش وزن به سیگنال وحدت DC وجود دارد. این امر به ویژه در مواردی که افزایش ولتاژ بسیار بزرگ است درست است. از طریق این ممکن است به طور قابل توجهی تاثیر تنش برشی است که به دستگاه ورودی داده شده را کاهش دهد.

مثال دوم یک مدار برای کار با یک ولتاژ متناوب

در این طرح، در -3 دسی بل دیده می شود 17Hz فرکانس خط. آن را از امپدانس خازن در دو کیلو به نظر می رسد. بنابراین، خازن باید به اندازه کافی بزرگ باشد.

به ساخت قدرت AC، شما باید یک غیر معکوس مدارات نوع با تقویت کننده های عملیاتی استفاده کنید. و او باید اضافه ولتاژ به اندازه کافی بزرگ است. اما در اینجا خازن را می توان بیش از حد بزرگ است، بنابراین بهتر است برای جلوگیری از استفاده از آن. درست است، لازم است برای انتخاب تنش برشی راست، معادل آن را به مقدار صفر. و این ممکن است به استفاده از یک تقسیم به شکل T و افزایش ارزش مقاومت هر دو مقاومت در مدار است.

که طرح بهتر از استفاده است

بسیاری از توسعه دهندگان اولویت خود را به تقویت کننده غیر معکوس، آنها به عنوان یک امپدانس بسیار بالایی در ورودی. و طرح های غفلت نوع معکوس. اما در آخرین است یک مزیت بسیار بزرگ وجود دارد - آن است که بیشتر خواستار از تقویت کننده عملیاتی است که "قلب" آن نیست.

علاوه بر این، ویژگی ها، در واقع، او بسیار بهتر است. و با کمک از یک زمین خیالی می توانید تمام سیگنال به راحتی ترکیب، و آنها نمی خواهد که هر یک از دیگر برخی از نفوذ. می توان آن را در ساختارها و DC مدار تقویت کننده برای تقویت کننده عملیاتی استفاده می شود. این همه در نیازهای شما بستگی دارد.

و اخیرا - در مورد کل طرح، در اینجا مورد بحث، به یک خروجی پایدار از تقویت کننده عملیاتی دیگر متصل می شود. در این مورد، امپدانس ورودی مهم نیست - حداقل 1 کیلو وات، حتی 10، اگر چه بی نهایت. در این مورد، مرحله اول همیشه هدف خود را در رابطه با آینده است.

تکرار رانندگی

پیرو صفحه تقویت کننده عملیاتی شبیه به امیتر ساخته شده بر روی ترانزیستور دو قطبی. و انجام توابع مشابه. در واقع، آن یک تقویت کننده غیر معکوس، که در مقاومت برای اولین بار بی نهایت بزرگ است، و دوم صفر است. در این مورد افزایش وحدت است.

نوع خاصی از تقویت کننده های عملیاتی است که در این روش تنها برای مدار تکرار استفاده می شود وجود دارد. معمولا سرعت بالا - آنها عملکرد بسیار بهتر است. به عنوان مثال، مانند تقویت کننده OPA633 عملیاتی، LM310، TL068. دومی دارای بدن مانند ترانزیستور، و همچنین سه نتیجه گیری. در اغلب موارد، این تقویت کننده ها به سادگی به عنوان بافر نامیده می شود. این واقعیت که آنها دارای خواص عایق (امپدانس ورودی بسیار بالا و خروجی بسیار کم). درباره در این اصل ساخته شده است، و مدار تقویت کننده جریان یک تقویت کننده عملیاتی است.

حالت فعال

در واقع، آن را چنین حالت که در آن خروجی ها و ورودی از تقویت کننده عملیاتی است نمی پربار است. اگر مدار ورودی تامین یک سیگنال بسیار بزرگ در خروجی آن را فقط شروع به کاهش سطح جمع و یا ولتاژ امیتر. اما زمانی که ولتاژ خروجی در سطح برش ثابت - ولتاژ ورودی OC تغییر نمی کند. در این مقیاس نمی تواند بیشتر از ولتاژ تغذیه از مرحله تقویت کننده است.

ترین های زنجیره ای برای تقویت کننده های عملیاتی محاسبه شده است به طوری که قدر کمتر از ولتاژ تغذیه است 2 V. با این حال، تمام آنچه در آن استفاده شده است به طور خاص تقویت کننده مدار تقویت کننده عملیاتی بستگی دارد. همان است یک محدودیت در پایداری وجود دارد از منبع جریان بر اساس تقویت کننده های عملیاتی.

فرض کنید در منبع بار شناور برخی از افت ولتاژ وجود دارد. اگر در حال حاضر جهت عادی از سفر است، می توان عجیب و غریب در بار اول. برای مثال، چند باتری perepolyusovannyh. این طراحی را می توان مورد استفاده قرار گیرد برای به دست آوردن یک شارژ مستقیم جاری است.

برخی از اقدامات احتیاطی

ولتاژ تقویت کننده ساده تقویت کننده عملیاتی (مدار ممکن است انتخاب هر) را می توان به معنای واقعی کلمه ساخته شده "بر روی زانو خود." اما به آن نیاز دارد را به حساب برخی از ویژگی های خاص است. مطمئن باشید که برای مطمئن شوید که مدار بازخورد در منفی است. همچنین می گوید که آن را غیر قابل قبول به اشتباه غیر معکوس و ورودی معکوس تقویت کننده است. علاوه بر این، باید زنجیره بازخورد برای DC باشد. در غیر این صورت، آمپر عملیات، شروع به حرکت به سرعت در حالت اشباع است.

بسیاری از ولتاژ ورودی دیفرانسیل تقویت کننده عملیاتی در ارزش بسیار کوچک است. حداکثر تفاوت بین noninverting و ورودی معکوس ممکن است به مقدار 5 V در هر اتصال به منبع قدرت محدود شده است. اگر ما این مدت غفلت، در ورودی یک ارزش نسبتا زیادی از جریاناتی که به این واقعیت است که تمام ویژگی های مدار بدتر خواهد شد منجر خواهد شد.

بدترین چیز در این - تخریب فیزیکی تقویت کننده عملیاتی. در نتیجه، آن را متوقف کار مدار تقویت کننده آمپر عملیات به طور کامل.

به خاطر داشته باشید

و، البته، ما باید در مورد قوانین است که باید دنبال شود برای اطمینان از بهره برداری پایدار و طولانی مدت از تقویت کننده عملیاتی صحبت کنید.

مهمتر از همه - DU تا به دست آوردن ولتاژ بسیار بالا است. و اگر ولتاژ بین ورودی تغییر برای به اشتراک گذاشتن میلی ولت، خروجی از ارزش خود را ممکن است به طور قابل توجهی تغییر دهید. از این رو مهم است که بدانید: از خروجی عملیات، آمپر در تلاش است تا به دنبال اطمینان حاصل شود که اختلاف ولتاژ بین ورودی نزدیک بود (ایده آل برابر) به صفر است.

قانون دوم - مصرف فعلی از تقویت کننده عملیاتی بسیار کوچک است، به معنای واقعی کلمه nanoamps. اگر ورودی به مجموعه ای از ترانزیستورهای اثر میدانی، تخمین زده می شود PA. می توان نتیجه گرفت که ورودی را مصرف نمی کند در حال حاضر، بدون توجه به آنچه که مورد استفاده قرار مدار تقویت کننده عملیاتی - اصل عمل یکسان باقی می ماند.

اما فکر نمی کنم که OU است که واقعا به طور مداوم تغییر ولتاژ ورودی. از لحاظ فیزیکی، این تمرین تقریبا غیر ممکن است، از آنجا که می شود با رعایت قانون دوم وجود دارد. با توجه به تقویت کننده های عملیاتی رفتن ارزیابی از تمام ورودی. با پیشنهادات و انتقادات از مدار ارتباطات خارجی به ولتاژ ورودی از خروجی منتقل می شود. نتیجه - بین ورودی از تقویت کننده عملیاتی تفاوت ولتاژ صفر است.

مفهوم بازخورد

این مفهوم مشترک است، و آن در حال حاضر در یک مفهوم گسترده در تمام زمینه های فن آوری استفاده می شود. در هر سیستم کنترل تا به حلقه بازخورد که سیگنال خروجی و ارزش مجموعه (مرجع) مقایسه می کند. با توجه به آنچه ارزش فعلی - یک اصلاح در مسیر درست وجود دارد. در آن سیستم کنترل می تواند هر چیزی، حتی یک ماشین است که سفر در جاده ها.

راننده فشار بر روی ترمز، و بازخورد است - آغاز کاهش سرعت. در قیاس با چنین مثال ساده، ما بهتر می تواند درک بازخورد در مدارهای الکترونیکی است. یک بازخورد منفی - اگر در هنگام فشار دادن پدال ترمز ماشین شتاب.

الکترونیک بازخورد روند که در طی آن انتقال از خروجی به سیگنال ورودی رخ می دهد است. بنابراین نیز در سیگنال ورودی را حل و فصل است. از یک طرف، آن است که ایده بسیار معقول نیست، ممکن است در واقع به نظر می رسد از خارج، که تا حد زیادی افزایش کاهش می دهد. چنین بررسی، توسط راه، از بنیانگذاران در بازخورد توسعه الکترونیک دریافت کرده است. نظر مدارهای عملی - اما آن را به درک جزئیات بیشتر در تاثیر آن بر تقویت کننده های عملیاتی لازم است. و معلوم می شود که این درست است و کمی افزایش را کاهش می دهد، اما اجازه می دهد تا به شما برای بهبود چند گزینه دیگر:

1. صاف پاسخ فرکانسی (که منجر به لازم خود را).
2. این اجازه می دهد تا پیش بینی رفتار تقویت کننده.
3. قادر به از بین بردن غیر خطی و سیگنال اعوجاج.

بازخورد بیشتر (ما در حال صحبت کردن در مورد منفی)، نفوذ کمتری بر عملکرد تقویت کننده با سیستم عامل باز است. نتیجه - تمام پارامترهای آن تنها در آنچه از خواص یک مدار بستگی دارد.

است که ارزش توجه به این واقعیت که تمام تقویت کننده های عملیاتی عامل در یک حالت با بازخورد بسیار عمیق است. آوردن ولتاژ (آن حلقه باز) می توانید حتی چند میلیون برسد. بنابراین، مدار آمپلی فایر آمپلی فایر عملیاتی است در پیروی از تمام پارامترها از منبع تغذیه و سطح سیگنال ورودی بسیار خواستار.