Punkty dyskusji
- Struktury, wyjścia PIN i schematy
- Typy i aplikacje
- Różne rodzaje układów scalonych
- Ważne parametry, reguły, równania
Struktury, wyjścia PIN i schemat
Schemat wzmacniacza operacyjnego
Na schemacie wzmacniacza operacyjnego zaznaczono wejścia, wyjścia i połączenia napięcia nasycenia. Jest to system z otwartą pętlą. Poniższy obraz przedstawia schemat wzmacniacza operacyjnego.
Pinout wzmacniacza operacyjnego
Ogólnie typowe układy scalone wzmacniacza operacyjnego mają osiem styków. Siedem jest funkcjonalnych, a jeden pin jest przeznaczony na wyjście. Zajmuje cztery wejścia; 2 z nich są przeznaczone do zacisku odwracającego i nieodwracającego, a pozostałe 2 do dodatniego i ujemnego napięcia nasycenia. Wyprowadzenia IC741 podano powyżej.
Schemat wzmacniacza operacyjnego
Poniższy obraz przedstawia schematyczny widok wzmacniacza operacyjnego.
Jak widać na obrazku, wzmacniacz operacyjny składa się z tranzystorów i rezystorów. Impedancja wejściowa jest wysoka ze względu na parę Darlingtona tranzystorów NPN. Istnieją dwa stopnie wzmocnienia różnicowego, a sygnał wyjściowy jest pobierany z wtórnika emitera z pojedynczym końcem. Tranzystory T1 i T2 są identyczne, podobnie jak T3 i T4.
Rodzaje i aplikacje
Aplikacje wzmacniacza operacyjnego | Używa wzmacniacza operacyjnego
Wzmacniacze operacyjne są jednym z podstawowych elementów projektowania obwodów w elektronice. Są używane w różnych miejscach. Niektóre z przykładów to -
Bufor wzmocnienia jedności, oscylator przesunięcia fazowego, wtórnik prądowo-napięciowy, napięcie do wtórnika prądowego, wzmacniacz sumujący, integrator, rozróżniacz, prostownik półfalowy, detektor szczytów itp. Istnieje wiele innych zastosowań wzmacniacza operacyjnego. Prawie każdy gadżet elektroniczny jest wyposażony we wzmacniacz operacyjny.
Wzmacniacz operacyjny z filtrem górnoprzepustowym
Filtr górnoprzepustowy można zbudować przy użyciu obwodu filtra RC i typowego wzmacniacza operacyjnego. Łącząc pasywny filtr RC z funkcjami wzmacniacza operacyjnego, takimi jak aktywny górnoprzepustowy filtr. Obwód wymaga działania odwracającego lub nieodwracającego końcówki wzmacniacza operacyjnego. Poniższy obraz przedstawia obwód wzmacniacza operacyjnego z filtrem górnoprzepustowym.
Filtr pasmowoprzepustowy wzmacniacza operacyjnego
Filtr pasmowoprzepustowy dopuszcza sygnał tylko z określonego zakresu częstotliwości. Ten filtr odfiltrowuje inne składowe częstotliwości. Do produkcji tego typu filtrów używane są wzmacniacze operacyjne. Obwód został zaprojektowany przez kaskadowanie filtra górnoprzepustowego ze wzmacniaczem operacyjnym, a następnie filtrem dolnoprzepustowym.
Wzmacniacz odejmujący
Wzmacniacz operacyjny subtraktora wzmacnia różnicę między dwoma napięciami wejściowymi i zapewnia to jako wyjście. Wykonuje operację odejmowania, w przeciwieństwie do wzmacniacza sumującego, który sumuje napięcia wejściowe. Dlatego jest znany jako wzmacniacz operacyjny odejmowania.
Dodatek wzmacniacza operacyjnego
Sumator wzmacniacza operacyjnego lub wzmacniacz sumujący to wzmacniacz, który wzmacnia sumowanie napięć wejściowych i dostarcza jako wyjście. Wykonuje operację sumowania lub dodawania, w przeciwieństwie do wzmacniacza różnicowego, który wykonuje operacje odejmowania. Schemat obwodu podano powyżej.
Wzmacniacz operacyjny Unity Gain
Wzmacniacz operacyjny o wzmocnieniu jedności lub obwód wtórnika napięcia lub obwód buforujący to specjalnie zaprojektowany model wzmacniacza nieodwracającego. Obserwuj obwód wzmacniacza nieodwracającego podanego powyżej. Jeśli dokonaliśmy opinii rezystancja zero i nieskończona końcówka odwracająca opór, wzmocnienie wzmacniacza byłoby jednością. Dlatego ten obwód jest znany jako wzmacniacz operacyjny jedności lub bufor wzmocnienia jedności. Ten bufor jest używany do dopasowania impedancji.
Oscylator wzmacniacza operacyjnego
Możliwe jest również stworzenie oscylatora za pomocą wzmacniacza operacyjnego. Poniższy obraz przedstawia schemat obwodu oscylatora RC z przesunięciem fazowym.
Po kilku ogólnych obliczeniach stwierdziliśmy, że częstotliwość oscylacji wynosi f = 1 / (2πRC - / 6), a przyrost napięcia Av = -29 dla oscylacji trwałej.
Wzmacniacz audio
Wzmacniacze operacyjne są intensywnie wykorzystywane w przetwarzaniu dźwięku i mikserach audio. Wzmacniacz operacyjny może wzmacniać słabe sygnały głosowe. Na rynku dostępnych jest kilka typów wzmacniaczy operacyjnych audio. Niektóre z nich to - LT1115, UA741 itp.
Dźwignia zmiany poziomu wzmacniacza operacyjnego
W pojedynczym zasilaniu wzmacniacz operacyjny może przesuwać poziom sygnału odniesienia do masy. Przesuwnik poziomów może tłumaczyć sygnały logiczne z jednego poziomu na inny. Czasami zachodzi potrzeba konwersji sygnału dodatniego na ujemny do akceptowalnego zakresu dla pojedynczego zasilania przetwornika analogowo-cyfrowego.
Dzielnik napięcia wzmacniacza operacyjnego
Wzmacniacze operacyjne są również używane jako dzielnik napięcia. Wzmacniacz operacyjny służy do tworzenia dzielników napięcia, ponieważ użycie wzmacniacza operacyjnego może zwiększyć wzmocnienie systemu.
Wzmacniacz operacyjny z pojedynczym zasilaniem
Wzmacniacz operacyjny z pojedynczym zasilaniem to taki specjalny wzmacniacz operacyjny z tylko jednym zaciskiem zasilania. Zaciskiem zasilania jest zwykle + Vcc. Zatem sygnał wyjściowy znajduje się między zakresem + Vcc a masą (GND) dla sygnału wejściowego.
Wzmacniacz operacyjny wysokiego napięcia
Wzmacniacz wysokiego napięcia jest zwykle używany do wzmocnienia sygnału wejściowego do sygnału wyjściowego wysokiego napięcia. Może zapewnić zysk mocy przy napięciu i aktualne kombinacje. Niektóre z zastosowań wysokonapięciowych wzmacniaczy operacyjnych to: drukarki atramentowe, przetwornik ultradźwiękowy, licznik Geigera, testy biomedyczne itp.
Do szczegółowej analizy obwodów obwodów… Kliknij tutaj!
Różne rodzaje układów scalonych
45588 wzmacniacz operacyjny
To kolejny układ scalony obsługujący wzmacniacz operacyjny. Jest to wysokiej jakości ośmiopinowy układ scalony, który nie wymaga żadnych zewnętrznych komponentów kompensujących częstotliwość. Niektóre inne modele to - CF158MT, AN45588, LA6458 itp.
lm358 wzmacniacz operacyjny
lm358 to inny typ układu scalonego, który składa się z kilku wzmacniaczy operacyjnych. Jest to układ scalony małej mocy, który jako pierwszy opracował National Semiconductor.
ua741 wzmacniacz operacyjny
To kolejny typ układu scalonego, który zawiera wzmacniacz operacyjny. Posiada osiem pinów. Maksymalne napięcie zasilania wynosi +18 V, a maksymalne różnicowe napięcie wejściowe + 15 V. CMMR wynosi 90 dB. UA 741 jest używany w aplikacjach audio, odtwarzaczach muzyki.
Wzmacniacz operacyjny Lm324
Lm324 to specjalnie zbudowany układ scalony, który może działać jako wzmacniacz, komparator, prostownik itp. Ten układ scalony ma 14 pinów, reprezentujących cztery wzmacniacze operacyjne. Ma szerokie pasmo około 1 MHz i wzmocnienie 100 dB. Znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach robotyki, oscylatorów itp.
Wzmacniacz operacyjny Ne5532
Kolejnym układem scalonym wzmacniacza operacyjnego jest ne5532. Jest to wysokowydajny wzmacniacz o doskonałych napięciach DC i AC. Ma niski poziom szumów, maksymalną przepustowość wychylenia wyjściowego i wysoką szybkość narastania. Różne odmiany tego typu układów scalonych to - NE5532A, SA55332 itp.
Ważne parametry, reguły, równania
Analiza obwodu wzmacniacza operacyjnego
Analiza obwodu wzmacniacza operacyjnego ujawnia funkcjonalność każdej części wzmacniacza operacyjnego oraz sposób, w jaki są one połączone lub wzajemnie połączone, aby zapewnić ścieżkę wyjściową. Analiza obwodu wzmacniacza operacyjnego można podzielić na dwa typy -
- otwarta pętla analiza obwodu
- analiza obwodu zamkniętego.
Analiza obwodu otwartego analizuje system bez układu sprzężenia zwrotnego, a analiza obwodu zamkniętego to analiza obwodu z układem sprzężenia zwrotnego.
Koncepcja wirtualnego uziemienia, wysokiej impedancji wejściowej i nieskończonego wzmocnienia są niezbędne do analizy obwodu wzmacniacza operacyjnego.
Złote zasady wzmacniacza operacyjnego
Jeden projektant wzmacniacza operacyjnego powinien zawsze pamiętać o kilku podstawowych zasadach. Oni są -
- Wzmacniacz operacyjny zapewnia nieskończone wzmocnienie.
- Impedancje wejściowe są wysokie.
- Na początku przez wzmacniacz operacyjny nie przepływa prąd.
- Napięcie przesunięcia jest regulowane tak, aby było zerowe.
Formuły wzmacniacza operacyjnego
Nie ma sztywnych i szybkich formuł dla wzmacniacza operacyjnego. Istnieje kilka typów wzmacniaczy operacyjnych, które mają określone równania i wzory. Like - formuły na wyjście nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego: V0 = [1 + (Rf / R1)] * Vin i wzory na wyjście odwracającego wzmacniacza operacyjnego: V0 = - (Rf / R1) * Vin
Impedancja wejściowa wzmacniacza operacyjnego
Impedancja wejściowa jest wysoka ze względu na parę Darlingtona tranzystorów NPN. Dla idealnego wzmacniacza operacyjnego impedancja wejściowa jest nieskończona. Ze względu na dużą impedancję wejściową można założyć, że w początkowej fazie prąd przepływa przez sprzężenie zwrotne. Zwykle wartości mieszczą się w zakresie od 1 megaomów do 10 tera omów.
Impedancja wyjściowa wzmacniacza operacyjnego
Impedancja wyjściowa wzmacniacza operacyjnego odnosi się do impedancji zapewnianej przez wzmacniacz operacyjny na stopniu wyjściowym. Ideał ma impedancję wyjściową 0 omów. Obwód sterownika wyjściowego powoduje impedancję wyjściową wzmacniacza operacyjnego.
Wzmocnienie w otwartej pętli wzmacniacza operacyjnego
Wzmocnienie w otwartej pętli wzmacniacza operacyjnego to wzmocnienie urządzenia, gdy nie ma z nim skojarzonego sprzężenia zwrotnego. Dla idealnego wzmacniacza operacyjnego wzmocnienie w otwartej pętli jest nieskończone. Typowe wzmocnienie w otwartej pętli typowego wzmacniacza operacyjnego wynosi około 100 dB.
Napięcie przesunięcia wzmacniacza operacyjnego
Napięcie przesunięcia wzmacniacza operacyjnego jest definiowane jako różnicowe napięcie prądu stałego między zaciskami wejściowymi. Dla idealnego wzmacniacza operacyjnego napięcie przesunięcia wynosi zero. Ale w przypadku praktycznego wzmacniacza operacyjnego napięcie zewnętrzne jest podawane do wzmacniacza operacyjnego.
Szybkość opadania wzmacniacza operacyjnego
Szybkość narastania wzmacniacza operacyjnego to szybkość zmiany sygnału wyjściowego w przypadku skokowej zmiany sygnału wejściowego. Jest to parametr służący do pomiaru wydajności. Jednostką szybkości narastania jest V / ms. Dla idealnego wzmacniacza operacyjnego szybkość narastania wynosi zero. Oznacza to, że zmiana wejścia zostanie natychmiast odzwierciedlona w wyniku. Dla typowego praktycznego wzmacniacza operacyjnego wartość szybkości narastania wynosi 10 V / μs.
Przepustowość wzmacniacza operacyjnego
Szerokość pasma wzmacniacza jest określana jako zakres częstotliwości, powyżej którego wzmocnienie wzmacniacza jest większe niż 3 dB. W przypadku wzmacniacza 741 MHz, wartość wzmacniacza w pętli zamkniętej wynosi 1 MHz.
Źródło prądu wzmacniacza operacyjnego
Zewnętrzne źródło prądu ze wzmacniaczem operacyjnym zapewnia prąd niezależny od rezystancji obciążenia. A ponieważ wcześniej uziemiliśmy obwód, nie ma szans na odsłonięcie dwóch połączeń.
Funkcje transferu wzmacniacza operacyjnego
Możliwe jest uzyskanie funkcji transferowych wzmacniacza operacyjnego, jeśli wzmacniacze operacyjne są przedstawione na klasycznym schemacie blokowym sprzężenia zwrotnego. Korzystając z procesu superpozycji, można uzyskać funkcję przenoszenia. Funkcja przenoszenia dla zacisku nieodwracającego może być zapisana jako R1 / (R1 + Rf).
Nasycenie wzmacniacza operacyjnego
Istnieją dwa zaciski wejściowe, które przyjmują dodatnie i ujemne napięcie nasycenia. Teraz, gdy wzmacniacz operacyjny jest w stanie nasycenia, oznacza to, że na wyjściu wzmacniacza operacyjnego znajduje się dowolne napięcie nasycenia dostarczane z zasilacza.
Jak działa wzmacniacz operacyjny?
Wzmacniacz operacyjny zwykle przechodzi przez trzy etapy operacji. Pierwszy - różnicowy stopień wejściowy o wyższej impedancji wejściowej, stopień wzmacniający w drugim stopniu oraz przeciwsobny stopień wyjściowy o niższej impedancji wyjściowej.
Co robi wzmacniacz operacyjny?
Wzmacniacz operacyjny lub wzmacniacz operacyjny to urządzenie elektroniczne, które wykonuje określone operacje matematyczne i wzmacnia sygnał wejściowy.
Cześć, jestem Sudipta Roy. Zrobiłem B. Tech w elektronice. Jestem entuzjastą elektroniki i obecnie zajmuję się dziedziną elektroniki i komunikacji. Interesuję się nowoczesnymi technologiami, takimi jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe. Moje teksty skupiają się na dostarczaniu dokładnych i aktualnych danych wszystkim uczniom. Pomaganie komuś w zdobywaniu wiedzy sprawia mi ogromną przyjemność.
Połączmy się poprzez LinkedIn –