Kas yra operaciniai stiprintuvai?
Operaciniai stiprintuvai yra pagrindiniai Analoginės elektroninės grandinės . Tai yra linijiniai įtaisai, turintys visas nuolatinės srovės stiprintuvo savybes. Mes galime naudoti išorinius rezistorius ar kondensatorius, kad „Op Amp“ būtų daugybė skirtingų būdų, kaip padaryti juos skirtingomis stiprintuvų formomis, pvz., Invertuojantis stiprintuvas, Ne invertuojantis stiprintuvas, Įtampos sekėjas, Komparatorius, Diferencialinis stiprintuvas, Sumuojantis stiprintuvas, Integratorius ir kt. OPAMP gali būti vienas, dvigubi, keturi ir tt OPAMP, pvz., CA3130, CA3140, TL0 71, LM311 ir kt., pasižymi puikiu našumu, esant labai mažai įėjimo srovei ir įtampai. Idealus „Op Amp“ be kitų terminalų turi tris svarbius terminalus. Įvesties gnybtai yra „Inverting input“ ir „Inverting input“. Trečiasis gnybtas yra išėjimas, kuris gali nuskęsti, ir šaltinis bei įtampa. Išvesties signalas yra stiprintuvų padidėjimas, padaugintas iš įvesties signalo vertės.
5 idealūs „Op Amp“ personažai:
1. Atidarykite „Loop gain“
Atviros kilpos padidėjimas yra „Op Amp“ padidėjimas be teigiamų ar neigiamų atsiliepimų. Idealus OP stiprintuvas turėtų turėti begalinį atviros kilpos stiprinimą, tačiau paprastai jis svyruoja tarp 20 000 ir 2 00 000.
2. Įvesties varža
Tai įėjimo įtampos ir įėjimo srovės santykis. Jis turėtų būti begalinis, be srovės nuotėkio iš tiekimo į įvadus. Tačiau daugumoje „Op“ stiprintuvų bus keli „Pico“ srovės nuotėkiai.
3. Išėjimo varža
Idealus „Op Amp“ išėjimo impedansas turi būti nulis be jokio vidinio pasipriešinimo. Kad jis galėtų tiekti visą srovę į apkrovą, prijungtą prie išėjimo.
4. Juostos plotis
Idealus „Op Amp“ turėtų turėti begalinį dažnio atsaką, kad jis galėtų sustiprinti bet kokį dažnį nuo nuolatinės srovės signalų iki aukščiausių kintamų dažnių. Tačiau daugumos „Op“ stiprintuvų pralaidumas yra ribotas.
5. Įskaitymas
Kai įtampos skirtumas tarp įėjimų yra lygus nuliui, „Op Amp“ išėjimas turėtų būti lygus nuliui. Tačiau daugumoje „Op“ stiprintuvų išjungimo išvestis nebus lygi nuliui, bet iš jos bus įtampa per minutę.
OPAMP kaiščių konfigūracija:
Tipiškame „Op Amp“ bus 8 kaiščiai. Šitie yra
PIN1 - kompensuoti nulį
PIN2 - invertuojantis įėjimas INV
Pin3 - ne invertuojantis įėjimas Non-INV
Pin4 - žemė - neigiamas tiekimas
PIN5 - kompensuoti nulį
PIN6 - išvestis
Pin7 - teigiamas tiekimas
Pin8 - Strobe
4 rūšių pelnas OPAMP:
Įtampos padidėjimas - įtampa ir įtampa
Srovės stiprinimas - srovė ir srovė
Perlaidumas - įtampa ir srovė
Tranzito varža - srovė ir įtampa
Operacinio stiprintuvo darbas:
Čia mes panaudojome LM358 operacinį stiprintuvą. Paprastai neinvertuojanti įvestis turi būti teikiama šališkumui, o invertuojančioji įvestis yra tikras stiprintuvas, prijungtas prie 60 k rezistro grįžtamojo ryšio išėjimo į įvestį. Rezistorius 10k yra nuosekliai sujungtas su kondensatoriumi ir grandinei tiekiamas 1 V sinusinės bangos maitinimas, dabar mes pamatysime, kaip padidėjimą valdys R2 / R1 = 60k / 10k = 6 padidėjimas, tada išėjimas yra 6 V . Jei pokytį pakeisime 40, išėjimas yra 4 V sinusinės bangos.
Vaizdo įrašas apie darbinio stiprintuvo veikimą
Paprastai tai yra dvigubas maitinimo stiprintuvas, kurį lengvai galima sukonfigūruoti į vieną maitinimo šaltinį naudojant rezistorių tinklą. Šiuo atveju rezistoriai R3 ir R4 neinvertuojančiame įėjime padaro pusės maitinimo įtampos įtampą, dėl kurios išėjimo įtampa taip pat yra pusė maitinimo įtampos, formuojanti tam tikrus šališkumo įtampos rezistorius. Nuo 1 tūkst. Iki 100 tūkst., Bet visais atvejais jie turėtų būti lygūs. Norint sumažinti konfigūracijos keliamą triukšmą, prie neinvertuojančio įėjimo buvo pridėtas papildomas 1 F kondensatorius. Šiai konfigūracijai reikia naudoti įvesties ir išvesties jungiamuosius kondensatorius.
3 OPAMP programos:
1. Stiprinimas
Stiprintas išėjimo stiprintuvas iš „Op Amp“ yra skirtumas tarp dviejų įvesties signalų.
Aukščiau parodyta schema yra paprastas „Op Amp“ ryšys. Jei abu įėjimai tiekiami ta pačia įtampa, tada Op Amp ims skirtumą tarp dviejų įtampų ir bus 0. Op Amp tai padaugins iš jo 1 000 000 padidėjimo, taigi išėjimo įtampa lygi 0. duota vienai įėjimui ir 1 voltui kitoje, tada Op Amp imsis skirtumo ir padaugins iš padidėjimo. Tai yra 1 voltas x 1 000 000. Bet šis padidėjimas yra labai didelis, todėl norint sumažinti padidėjimą, grįžtamasis ryšys iš išėjimo į įvestį paprastai atliekamas per rezistorių.
Keičiamas stiprintuvas:
Aukščiau pavaizduota grandinė yra invertuojantis stiprintuvas, kurio neinvertuojantis įėjimas yra prijungtas prie žemės. Du rezistoriai R1 ir R2 sujungiami grandine taip, kad R1 maitina įvesties signalą, o R2 grąžina išvestį į invertuojančią įvestį. Čia, kai įvesties signalas yra teigiamas, išėjimas bus neigiamas ir atvirkščiai. Įtampos pokytis išėjime, palyginti su įėjimu, priklauso nuo rezistorių R1 ir R2 santykio. R1 yra pasirinktas kaip 1K, o R2 - kaip 10K. Jei įvestis gauna 1 voltą, tada per R1 bus 1 mA srovė, o išvestis turės tapti - 10 voltų, kad būtų galima tiekti 1 mA srovę per R2 ir išlaikyti nulinę įtampą inversijos įėjime. Todėl įtampos padidėjimas yra R2 / R1. Tai yra 10K / 1K = 10
Ne invertuojamas stiprintuvas:
Aukščiau parodyta grandinė yra ne invertuojantis stiprintuvas. Čia ne invertuojantis įėjimas priima signalą, o invertuojantis įėjimas yra prijungtas tarp R2 ir R1. Kai įvesties signalas juda teigiamas arba neigiamas, išėjimas bus fazėje ir išlaikys invertuojančiosios įvesties įtampą tokią pačią, kaip ir neinvertuojančio įėjimo įtampą. Tokiu atveju įtampos padidėjimas visada bus didesnis nei 1 (1 + R2 / R1).
du. Įtampos sekėjas
Aukščiau esanti grandinė yra įtampos sekėjas. Čia ji suteikia didelę įėjimo impedanciją, mažą išėjimo impedanciją. Kai keičiasi įėjimo įtampa, išvestis ir invertuojanti įvestis pasikeis vienodai.
3. Palygintojas
Operacinis stiprintuvas lygina vienos įvesties įtampą su kitoje įvestimi. Bet koks įtampų skirtumas, jei jis yra mažas, priverčia op-ampą prisotinti. Kai tiek įvesties įtampa yra vienodo dydžio ir vienodo poliškumo, tada op-amp išėjimas yra 0 voltų.
Palyginamasis generuoja ribotą išėjimo įtampą, kurią galima lengvai susieti su skaitmenine logika, nors suderinamumą reikia patikrinti.
Vaizdo įrašas apie operacinį stiprintuvą kaip palyginamąją grandinės schemą
Čia mes turime op-amp, naudojamą kaip palyginimą su invertuojančiais ir ne invertuojančiais gnybtais, prie jų prijungėme potencialų daliklį ir skaitiklį bei voltmetrą išėjime ir Privedė prie produkcijos. Pagrindinė palyginamojo formulė yra ta, kad kai „+“ yra daugiau nei „–‘tada išvestis yra didelė (viena), kitaip išvestis lygi nuliui. Kai neigiamo įėjimo įtampa yra žemesnė už etaloninę įtampą, išėjimas yra didelis, o kai neigiamas įėjimas viršija teigiamo įtampą, išėjimas eina žemai.
3 Reikalavimai OPAMP:
1. Kompensacinis Nullingas
Daugumoje OPAMP išėjimo įtampa yra kompensuota, net jei įėjimo įtampos yra vienodos. Norint, kad išvestis būtų nulinė įtampa, naudojamas atskaitos nulinis metodas. Daugumoje „Op-Amps“ yra nedidelis poslinkis dėl jiems būdingos savybės ir atsiranda dėl įvesties šališkumo susitarimo neatitikimų. Taigi kai kurių „Op“ stiprintuvų išėjime yra maža išėjimo įtampa, net jei įėjimo signalas yra lygus nuliui. Šį trūkumą galima ištaisyti įvadams suteikiant mažą poslinkio įtampą. Tai vadinama įvesties poslinkio įtampa. Norėdami pašalinti ar panaikinti poslinkį, dauguma „Op-Amps“ turi du kaiščius, kad įjungtų kompensaciją. Tam tarp 1 ir 5 kaiščių turėtų būti prijungtas puodas arba išankstinis nustatymas, kurio tipinė vertė yra 100K, su valytuvu prie žemės. Pakoregavus išankstinį nustatymą, išėjimą galima nustatyti nulinės įtampos.
du. Strobingo arba fazės kompensacija
„Op-Amps“ kartais gali tapti nestabilus ir kad jie būtų stabilūs visoms dažnių juostoms, dangtelis paprastai yra sujungtas tarp jo „Strobe“ kaiščių 8 ir 1 kaiščio. Paprastai pridedamas 47pF disko kondensatorius fazės kompensavimas kad OpAmp išliktų stabilus. Tai svarbiausia, jei „OpAmp“ naudojamas kaip jautrus stiprintuvas.
3. Atsiliepimas
Kaip žinote, „Op-Amp“ stiprinimo lygis yra labai aukštas, paprastai maždaug 1 000,00 kartų. Tarkime, kad „Op-Amp“ turi 10 000 padidėjimą, tada „Op-Amp“ sustiprins įtampos skirtumą savo neinvertuojančiame įėjime (V +) ir invertuojančiame įėjime (V-). Taigi išėjimo įtampa V out yra
10 000 x (V + - V-)
Diagramoje signalas nukreipiamas į invertuojančią įvestį, o invertuojantis įėjimas yra prijungtas prie išėjimo. Taigi V + = V ir V- = Vout. Todėl Vout = 10 000 x (Vin - Vout). Taigi išėjimo įtampa yra beveik lygi įėjimo įtampai.
Dabar pažiūrėkime, kaip veikia atsiliepimai. Paprasčiausiai pridėjus rezistorių tarp invertuojančios įvesties ir išvesties, pelnas gerokai sumažės. Nukreipus išėjimo įtampos dalį į invertuojančią įvestį, gali gerokai sumažėti stiprinimas.
Pagal ankstesnę lygtį, V out = 10 000 x (V + - V-). Bet čia pridedamas grįžtamojo ryšio rezistorius. Taigi čia V + yra Vin, o V- yra R1.R1 + R2 x V. Todėl V out yra 10 000 x (Vin - R1.R1 + R2xVout). Taigi V iš = R1 + R2. R1x Vin
Neigiamas atsiliepimas:
Čia „Op-Amp“ išėjimas yra prijungtas prie jo „Inverting“ (-) įvesties, taigi išvestis yra grąžinama atgal į įvestį, kad būtų pasiekta pusiausvyra. Taigi įvesties signalas, esantis „Inverting“ (+) įvestyje, atsispindės išvestyje. „Op-amp“ su neigiamu grįžtamuoju ryšiu išves savo išėjimą iki reikalingo lygio, taigi įtampos skirtumas tarp jo invertuojančių ir ne invertuojančių įėjimų bus beveik nulis.
Teigiami atsiliepimai:
Čia išėjimo įtampa grąžinama į invertuotąjį (+) įėjimą. Įvesties signalas tiekiamas į invertuojančią įvestį. Teigiamo grįžtamojo ryšio konstrukcijoje, jei invertuojantis įėjimas yra prijungtas prie žemės, tada Op-amp išėjimo įtampa priklausys nuo įtampos dydžio ir poliškumo ne invertuojančiame įėjime. Kai įėjimo įtampa yra teigiama, tada „Op-Amp“ išvestis bus teigiama ir ši teigiama įtampa bus paduodama į „Inverting“ įėjimą, gaunant visą teigiamą išėjimą. Jei įėjimo įtampa yra neigiama, būklė bus pakeista.
Operacinių stiprintuvų programa - garso stiprintuvas
Filtrai ir išankstiniai stiprintuvai:
Galios stiprintuvai bus po išankstinių stiprintuvų ir prieš garsiakalbius. Šiuolaikiniams CD ir DVD grotuvams nereikia išankstinių stiprintuvų. Jiems reikia garso reguliavimo ir šaltinio parinkimo. Naudodami perjungimo valdiklius ir pasyvų garsumą, galime išvengti išankstinių stiprintuvų.
Turėkime trumpą informaciją apie garso stiprintuvus
Galios stiprintuvas yra komponentas, galintis valdyti garsiakalbius, paverčiant žemo lygio signalą dideliu. Galios stiprintuvų darbas sukuria gana aukštą įtampą ir didelę srovę. Paprastai įtampos padidėjimo diapazonas yra nuo 20 iki 30. Galios stiprintuvų išėjimo varža yra labai maža.
Garso galios stiprintuvo specifikacijos
- Maksimali išėjimo galia:
Išėjimo įtampa nepriklauso nuo apkrovos tiek mažiems, tiek dideliems signalams. Nurodyta įtampa, veikianti apkrovą, sukelia dvigubą srovės kiekį. Taigi bus paduodama dvigubai daugiau energijos. Galingumas yra nuolatinė vidutinė sinusinės bangos galia, tokia, kad galią būtų galima išmatuoti naudojant sinusinę bangą, kurios RMS įtampa matuojama ilgą laiką.
- Dažnio atsakas:
Dažnio atsakas turi išplėsti visą garso juostą nuo 20 Hz iki 20 KHz. Dažnio atsako tolerancija yra ± 3db. Įprastas pralaidumo nurodymo būdas yra stiprintuvas, kurio nominalus 0db yra 3db žemesnis.
- Triukšmas:
Galios stiprintuvai turėtų kelti mažą triukšmą, kai galios stiprintuvai naudojami aukštais dažniais. Triukšmo parametras gali būti svertinis arba nesvertinis. Ne svertinis triukšmas bus nurodytas per 20 KHz pralaidumą. Remiantis ausies jautrumu, bus atsižvelgta į svertinio triukšmo specifikaciją. Svertinis triukšmo matavimas yra linkęs slopinti triukšmą didesniais dažniais, todėl svertinis triukšmo matavimas yra gana geresnis nei nesvertinis triukšmo matavimas.
- Iškraipymas:
Visiškas harmoninis iškraipymas yra įprastas iškraipymas, paprastai nurodomas skirtingais dažniais. Tai bus nurodyta galios lygiu, kuris nurodomas kartu su galios stiprintuvo varomosios apkrovos varža.
