Вопросы для обсуждения
Структуры, выводы и схемы
Схема операционного усилителя
На схеме операционного усилителя отмечены входы, выходы и подключения напряжения насыщения. Это система без обратной связи. На изображении ниже представлена схема операционного усилителя.
Распиновка операционного усилителя
Обычно типичные микросхемы операционных усилителей имеют восемь контактов. Семь являются функциональными, а один вывод предназначен для вывода. Требуется четыре входа; 2 из них предназначены для инвертирующего терминала и неинвертирующего терминала, а остальные 2 - для положительного и отрицательного напряжения насыщения. Распиновка IC741 приведена выше.
Схема операционного усилителя
На изображении ниже схематично показан операционный усилитель.
Как мы видим на изображении, операционный усилитель состоит из транзисторов и резисторов. Входное сопротивление велико из-за пары Дарлингтона NPN-транзисторов. Есть два каскада дифференциального усиления, и выходной сигнал снимается с несимметричного эмиттерного повторителя. Транзисторы Т1 и Т2 идентичны, как и Т3 и Т4.
Типы и применение
Приложения для операционных усилителей | ОУ использует
Операционные усилители - один из важнейших элементов схемотехники в электронике. Они используются в разных местах. Некоторые из примеров -
Буфер единичного усиления, генератор фазового сдвига, повторитель тока на напряжение, повторитель напряжения на повторитель тока, суммирующий усилитель, интегратор, дифференциатор, полуволновой выпрямитель, пиковый детектор и т. Д. Есть еще много применений операционного усилителя. Почти каждое электронное устройство имеет операционный усилитель.
Операционный усилитель с фильтром высоких частот
Фильтр верхних частот можно построить, используя схему RC-фильтра и типичный операционный усилитель. Сочетание пассивного RC-фильтра с функциями операционного усилителя, такими как активный верхний проход фильтр. Для схемы требуется инвертирующий или неинвертирующий вывод операционного усилителя. На изображении ниже представлена схема операционного усилителя с фильтром верхних частот.
Полосовой фильтр операционного усилителя
Полосовой фильтр пропускает сигнал только указанного диапазона частот. Этот фильтр отфильтровывает другие составляющие частот. Для изготовления таких фильтров используются операционные усилители. Схема спроектирована путем каскадного соединения фильтра верхних частот с операционным усилителем, а затем - фильтром нижних частот.
Вычитающий операционный усилитель
Операционный усилитель с вычитанием усиливает разницу между двумя входными напряжениями и выдает их на выходе. Он выполняет операцию вычитания, в отличие от суммирующего усилителя, который складывает входные напряжения. Вот почему он известен как вычитающий операционный усилитель.
Сумматор операционного усилителя
Сумматор операционного усилителя или суммирующий усилитель - это усилитель, который усиливает сумму входных напряжений и выдает их на выходе. Он выполняет операции суммирования или сложения, в отличие от дифференциального усилителя, который выполняет операции вычитания. Принципиальная схема приведена выше.
Операционный усилитель Unity Gain
Операционный усилитель с единичным усилением, повторитель напряжения или буферная схема — это специально разработанная модель неинвертирующего усилителя. Обратите внимание на схему неинвертирующего усилителя, приведенную выше. Если бы мы сделали обратную связь сопротивление нулевое, а инвертирующий терминал бесконечный сопротивление, коэффициент усиления усилителя будет равен единице. Вот почему эта схема известна как операционный усилитель с единичным усилением или буфер с единичным усилением. Этот буфер используется для согласования импеданса.
Генератор операционного усилителя
Также можно создать генератор с помощью операционного усилителя. На приведенном ниже изображении представлена принципиальная схема RC-генератора с фазовым сдвигом.
После некоторых общих расчетов мы обнаружили, что частота колебаний равна f = 1 / (2πRC - / 6), а коэффициент усиления по напряжению Av = -29 для устойчивых колебаний.
Аудио операционный усилитель
Операционные усилители широко используются при обработке звука и микшерах звука. Операционный усилитель может усиливать слабые голосовые сигналы. На рынке доступно несколько типов операционных усилителей звука. Некоторые из них - LT1115, UA741 и др.
Сдвигатель уровня операционного усилителя
В операционном усилителе с одним источником питания операционный усилитель может сдвигать уровень сигнала, привязанного к земле. Сдвигатель уровня может переводить логические сигналы с одного уровня на другой. Иногда необходимо преобразовать положительный сигнал в отрицательный в допустимый диапазон для аналого-цифрового преобразователя с одним источником питания.
Делитель напряжения операционного усилителя
Операционные усилители также используются в качестве делителя напряжения. Операционный усилитель используется для изготовления делителей напряжения, поскольку использование операционного усилителя может увеличить коэффициент усиления системы.
Операционный усилитель с однополярным питанием
Операционный усилитель с однополярным питанием - это такой особый операционный усилитель с одной клеммой питания. Клемма питания обычно + Vcc. Таким образом, выход находится между диапазоном + Vcc и землей (GND) для входного сигнала.
Операционный усилитель высокого напряжения
Усилитель высокого напряжения обычно используется для усиления входного сигнала до выходного сигнала высокого напряжения. Он может обеспечить усиление мощности при напряжении и актуальные комбинации. Некоторые из применений высоковольтных операционных усилителей — струйные принтеры, ультразвуковые преобразователи, счетчики Гейгера, биомедицинские тесты и т. д.
Для детального анализа цепей… Нажмите здесь!
Различные виды IC
45588 операционный усилитель
Это еще одна интегральная схема, работающая на операционном усилителе. Это высокопроизводительная восьмиконтактная ИС, не нуждающаяся в каких-либо компонентах внешнего частотного компенсатора. Некоторые из других моделей - CF158MT, AN45588, LA6458 и др.
lm358 операционный усилитель
lm358 - это еще один тип ИС, состоящий из пары операционных усилителей. Это микросхема с низким энергопотреблением, первая разработанная компанией National Semiconductor.
ua741 операционный усилитель
Это еще один тип ИС, в состав которого входит операционный усилитель. Он имеет восемь контактов. Максимальное напряжение питания составляет + 18 В, а максимальное дифференциальное входное напряжение + 15 В. CMMR составляет 90 дБ. UA 741 используется в аудиоприложениях, музыкальных плеерах.
Lm324 операционный усилитель
Lm324 - это специально созданная ИС, которая может функционировать как усилитель, компаратор, выпрямитель и т. Д. Эта ИС имеет 14 контактов, что соответствует четырем операционным усилителям. Он имеет широкую полосу пропускания около 1 МГц и коэффициент усиления 100 дБ. Они применяются в различных областях робототехники, осцилляторов и т. Д.
Ne5532 операционный усилитель
Еще одна микросхема операционного усилителя - ne5532. Это высокопроизводительный усилитель с отличным напряжением постоянного и переменного тока. Он имеет низкий уровень шума, максимальную полосу качания выходного сигнала и высокую скорость нарастания напряжения. Различные вариации этого типа микросхем - NE5532A, SA55332 и др.
Важные параметры, правила, уравнения
Анализ схемы операционного усилителя
Анализ схемы операционного усилителя показывает функциональность каждой части операционного усилителя и то, как они соединены или взаимосвязаны для обеспечения выходного тракта. Анализ схемы операционного усилителя можно разделить на два типа:
- разомкнутой анализ цепи
- анализ замкнутой цепи.
Анализ схемы без обратной связи анализирует систему без системы обратной связи, а анализ схемы с обратной связью - это анализ схемы с системой обратной связи.
Концепция виртуального заземления, высокого входного импеданса и бесконечного усиления необходимы для анализа схемы операционного усилителя.
Золотые правила операционных усилителей
Один разработчик операционных усилителей всегда должен помнить о некоторых важных правилах. Они есть -
- Операционный усилитель обеспечивает бесконечное усиление.
- Входные сопротивления высокие.
- Вначале через операционный усилитель не течет ток.
- Напряжение смещения регулируется так, чтобы оно стало нулевым.
Формулы операционного усилителя
Для операционного усилителя нет жестких и быстрых формул. Есть несколько типов операционных усилителей, и у них есть свои конкретные уравнения и формулы. Like - формулы для вывода неинвертирующего ОУ: V0 = [1 + (Rf / R1)] * Vin и формулы для вывода инвертирующего ОУ: V0 = - (Rf / R1) * Vin
Входное сопротивление операционного усилителя
Входное сопротивление велико из-за пары Дарлингтона NPN-транзисторов. Для идеального операционного усилителя входное сопротивление бесконечно. Из-за высокого входного импеданса можно предположить, что на начальном этапе ток протекает через обратную связь. Обычно значения находятся в диапазоне от 1 мегаом до 10 тераом.
Выходное сопротивление операционного усилителя
Выходное сопротивление опорных устройств операционного усилителя относительно импеданса, обеспечиваемого операционным усилителем на выходном каскаде. Идеал имеет выходное сопротивление 0 Ом. Схема выходного драйвера вызывает выходное сопротивление операционного усилителя.
Коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи
Коэффициент усиления разомкнутого контура операционного усилителя - это коэффициент усиления устройства, когда с ним не связана обратная связь. Для идеального операционного усилителя коэффициент усиления без обратной связи бесконечен. Типичное усиление без обратной связи типичного операционного усилителя составляет около 100 дБ.
Напряжение смещения операционного усилителя
Напряжение смещения операционного усилителя определяется как дифференциальное напряжение постоянного тока между входными клеммами. Для идеального операционного усилителя напряжение смещения равно нулю. Но для практического операционного усилителя внешнее напряжение подается на операционный усилитель.
Скорость нарастания операционного усилителя
Скорость нарастания операционного усилителя - это скорость изменения выходного сигнала при скачкообразном изменении входного сигнала. Это параметр для измерения производительности. Единица измерения скорости нарастания - В / мс. Для идеального операционного усилителя скорость нарастания напряжения равна нулю. Это означает, что изменение ввода немедленно отразится на выходе. Для типичного практического операционного усилителя значение скорости нарастания составляет 10 В / мкс.
Полоса пропускания операционного усилителя
Полоса пропускания усилителя - это диапазон частот, выше которого коэффициент усиления усилителя превышает 3 дБ. Для усилителя 741 МГц усилитель с обратной связью составляет 1 МГц.
Источник тока операционного усилителя
Внешний источник тока с операционным усилителем обеспечивает ток, не зависящий от сопротивления нагрузки. А так как мы ранее заземлили схему, нет шансов обнажить два соединения.
Передаточные функции операционного усилителя
Получить передаточные функции операционного усилителя можно, если операционные усилители представлены на классической блок-схеме с обратной связью. Используя процесс наложения, можно получить передаточную функцию. Передаточную функцию для неинвертирующего терминала можно записать как R1 / (R1 + Rf).
Насыщенность операционного усилителя
Есть две входные клеммы, которые принимают положительное и отрицательное напряжение насыщения. Теперь, когда операционный усилитель находится в режиме насыщения, это означает, что на выходе операционного усилителя присутствует любое напряжение насыщения, поступающее от источника питания.
Как работает операционный усилитель?
Операционный усилитель обычно проходит три стадии работы. Первый - дифференциальный входной каскад с более высоким входным сопротивлением, каскад усиления на втором каскаде и двухтактный выходной каскад с меньшим выходным сопротивлением.
Что делает операционный усилитель?
Операционный усилитель или операционный усилитель - это электронное устройство, которое выполняет определенные математические операции и усиливает входной сигнал.
