אופ-אמפר: סוג המעגל, עיקרון ההפעלה. מעגל המגבר על המגבר המבצעי לא הופך. תכנית DC מגבר מתח מגבר מבצעי

המאמר ייחשב סטנדרטי מעגל מגבר הוא מגבר מבצעי, וניתן לראות דוגמאות של מצבים שונים של פעולה של המכשיר הזה. נכון להיום, אף אחד ביחידת הבקרה לא יכול לעשות ללא שימוש מגברים אופרטיביים. זהו כלים רבים-תכליתיים באמת המאפשרים לך לבצע פעולות שונות עם האות. אודות איך זה עובד ומה בדיוק עושה את זה אפשרי לעשות את זה מכשיר אותך וללמוד על.

היפוך מגבר

הנהיגה-מגבר שרת היפוך מגבר היא די פשוט, אתה יכול לראות את זה בתמונה. בבסיסו הוא מגבר מבצעי (סוג חיבור זה נחשב במאמר זה). בנוסף, כאן:

1. נגד R1 טיפת המתח קיימת על הערך זה הוא זהה הקלט.
2. בנגד R2 גם יש נפילת מתח - זה אותו הדבר כמו הפלט.

במקרה זה יחס מתח מוצא של R2 ערך התנגדות הוא בכניסת ביחס R1, אבל שוב סימן. ידיעת ערכי מתח והתנגדות ניתן לחשב רווח. כדי לעשות זאת, לחלק את מתח המוצא למתח קלט. בכך מגבר מבצעי (מיתוג מעגל זה יכול להיות בכלל) יכול להיות אותו רווח ללא קשר לסוג.

דרוש משוב

משוב העבודה - עכשיו בנקודה מכרעת אחת אתה צריך להבין ביתר פירוט. נניח, בכניסה קיים מתח מסוים. לשם פשטות, חישובים ייקחו את הערך של 1 V. יניחו גם כי R1 = 10K, R2 = 100 אוהם.

עכשיו תניח שיש כמה מצב בלתי צפוי, שבגללו מתח במת הפלט הוגדר 0 V. הבא, קיים דפוס מעניין - שתי התנגדויות להתחיל לעבוד בזוגות, יחד הם יוצרים מתוך מחלק מתח. במוצא של שלב ההיפוך נשמר 0.91 V. זה מאפשר OS לתקן תשומות חוסר התאמה, וכן הפחתת מתח המוצא מתרחשת. לכן, שרטוט עיצוב פשוט מאוד של מגברים אופרטיביים, מגבר אות המממש את הפונקציה של החיישן, למשל.

והשינוי הזה ימשיך את הנקבוביות מאוד, כל עוד מוגדר על ערך התפוקה הוא יציבה על 10 V. היה זה באותו רגע ובאותו התשומות של פוטנציאלי המגבר המבצעיים שווים. והם יהיו זהים פוטנציאל הקרקע. מצד השני, אם את מתח המוצא של המכשיר ימשיך לרדת, וזה יהיה פחות מ -10 V על פוטנציאל הקלט הופך נמוך מזו של קרקע. תוצאה - המתח המוצא מתחילה לעלות.

בשנת תכנית כזו יש חסרון - עכבת הקלט הוא קטן מאוד, במיוחד מגברים עם ערך גבוה של רווח מתח, אם לולאת המשוב סגורה. עיצוב, דן הבא, משולל כל החסרונות הללו.

המגבר לא הופך

האיור מציג תרשים של מגבר לא הופך הוא מגבר מבצעי. לאחר ניתוח זה, אנו יכולים להסיק כמה מסקנות:

1. מתח UA ערך השווה קלט.
2. עם מחיצה במתח UA, שהוא היחס של מתח עבודה פלט לסכום של R1 ו- R1 ו- R2 התנגדויות.
3. במקרה שבו הערך של UA שווה מתח הכניסה, הרווח הוא היחס בין מתח מוצא קלט (או עשוי להיות יחסית התנגדויות R2 ו- R1 להוסיף יחידה).

מבנה זה נקרא המגבר לא הופך, יש לו עכבת קלט אינסופית כמעט. לדוגמה, כדי מגברים אופרטיביים 411 סדרת מערכו - 1012, לפחות. ובשביל מגברים תפעוליים באמצעות טרנזיסטור דו קוטבי המוליכים למחצה, בדרך כלל עודף של 108 אוהם. והנה הוא העכבה המוצא של המפל, כמו גם את הערכה דנה בעבר הוא קטן מאוד - אוהם נתח. וזה צריך להילקח בחשבון כאשר החישוב מתבצע מעגלים עם מגברים אופרטיביים.

מגבר Scheme AC

תוכניות שניהם דנו במאמר הפעלה בעבר על זרם ישר. אבל אם איכות תקשורת של מקור אות קלט המגבר משמש זרם חילופין שיספקו קרקע הנוכחית בכניסה. ואתה צריך לשים לב לעובדה כי הערך הנוכחי הוא קטן מאוד בגודל.

במקרה שבו קיים AC חיזוק אותות דרוש כדי להפחית את הרווח ל אות לאחדות DC. הדבר נכון במיוחד במקרים בהם רווח מתח מאוד גדול. דרך זו ניתן להפחית את ההשפעה של מאמץ הגזירה משמעותי, אשר ניתן התקן הקלט.

דוגמא שנייה של מעגל להפעלה עם מתח משתנה

לפי שיטה זו, על -3 dB ניתן לראות 17Hz תדר קו. נראה מן העכבה של הקבל בשני ק"ג. לכן, הקבל חייב להיות גדול מספיק.

כדי לבנות את כוח AC, אתה צריך להשתמש מעגלי סוג לא הופכים עם מגברים אופרטיביים. וזה חייב להיות הוא רווח מתח מספיק גדול. אבל הנה הקבל יכול להיות גדול מדי, אז עדיף להפסיק להשתמש בו. נכון, יש צורך לבחור את הלחץ התקין הגזירה, שהשווה את זה לאפס ערך. וזה אפשרי להשתמש מחיצה בצורת T ולהגדיל את ערכי ההתנגדות של שני הנגדים במעגל.

איזה תוכנית עדיף להשתמש

רוב המפתחים לתת ההעדפה שלהם מגברים לא הופך, כמו שיש להם עכבה גבוהה מאוד בכניסה. וזה סוג היפוך תוכניות הזנחה. אבל סוף סוף יש יתרון עצום - זה לא התובעני ביותר של מגבר מבצעי, אשר הוא "הלב" שלו.

בנוסף, המאפיינים, למעשה, הוא הרבה יותר טוב. ועם עזרתו של קרקע דמיונית יכול לשלב את כל האותות בקלות, והם לא יצטרכו לזה השפעה מסוימת. זה יכול לשמש במבנים ואת מעגל מגבר DC עבור מגבר מבצעי. הכל תלוי בצרכים שלך.

ולאחרונה - במקרה הערכה כולו, דנה כאן, מחוברת פלט יציב של המגבר המבצעי האחר. במקרה זה, העכבה של הקלט אינה חשובה - לפחות 1 כ"ס, אפילו 10, למרות אינסוף. במקרה זה, בשלב הראשון תמיד משרת את מטרתו ביחס למשנהו.

מהדר נהיגה

חסיד מבצעי Powered מגבר דומה הפולט הבנוי על טרנזיסטור דו קוטבי. ומבצע פונקציות דומות. למעשה, מדובר מגבר לא הופך, אשר על הנגד הראשון הוא גדול לאין שיעור, ואת השני הוא אפס. במקרה זה הרווח היא אחדות.

ישנם סוגים מיוחדים של מגברים תפעוליים המשמשים את הטכניקה רק עבור מעגלי המהדר. יש להם הרבה ביצועים טובים יותר - בדרך כלל במהירות גבוהה. כדוגמה, כגון OPA633 מגברים אופרטיביים, LM310, TL068. זה האחרון יש גוף כמו טרנזיסטור, כמו גם שלוש מסקנות. לעתים קרובות, מגברים אלה מכונים פשוט כמו מאגרים. העובדה שיש להם תכונות מבודדות (עכבת קלט גבוהה מאוד ופלט נמוך מאוד). אודות בנוי על עיקרון זה, ועל מעגל מגבר הנוכחי הוא מגבר מבצעי.

מצב פעיל

למעשה, זה כזה מצב שבו התפוקות ותשומות של המגבר המבצעי לא עמוסות. אם מעגל הקלט מספק אות גדולה מאוד במוצא זה רק מתחיל לחתוך את רמת האספן או המתח הפולט. אבל כאשר מתח המוצא הוא קבוע ברמה של Cut - מתח OC התשומות אינו משנה. בקנה המידה הזה לא יכול להיות גדול יותר מתח האספקה של שלב המגבר.

רוב המעגלים עבור מגברים תפעוליים מחושבים כך הגודל הוא פחות מתח האספקה 2 V. עם זאת, זה הכל תלוי במה משמש מגבר מבצעי מעגל מגבר במיוחד. כך גם קיימת מגבלה על לקיימות של המקור הנוכחי על הבסיס של המגבר המבצעי.

תניח יש את העומס צף המקור קצת נפילת מתח. אם הזרם הוא בכיוון הרגיל של נסיעות, ניתן למצוא מוזר בעומס הראשון. לדוגמה, סוללות perepolyusovannyh מספר. עיצוב זה יכול לשמש כדי לקבל תשלום ישיר נוכחי.

כמה אמצעי זהירות

מתח מגבר פשוט מגבר מבצעי (מעגל עשוי להיבחר בכלל) יכול להתבצע באופן מילולי "על הברך שלו." אבל זה צריך לקחת בחשבון כמה תכונות מיוחדות. הקפד לוודא כי מעגל המשוב השלילי. זה גם אומר שזה לא מקובל לבלבל-היפוך הלא ותשומות היפוך של המגבר. בנוסף, חייבת להיות שרשרת משוב עבור DC. אחרת, מגבר השרת יתחיל לנוע במהירות במצב הרווי.

רוב מתח הפרש קלט מגבר המבצעי היא קטנה מאוד ערך. ההפרש המקסימלי בין noninverting ותשומות היפוך עשוי להיות מוגבל לערך של 5 V בכל חיבור למקור כוח. אם אנו מזניחים מונח זה, יהיה בכניסה ערכים גדולה יותר של זרמים שיובילו את העובדה שכל המאפיינים של המעגל ידרדרו.

הדבר הגרוע ביותר זה - להרס הפיזי של המגבר המבצעי. כתוצאה מכך, הוא מפסיק לפעול מגבר שרת במעגל מגבר לחלוטין.

זכור

וגם, כמובן, אנחנו צריכים לדבר על הכללים כי יש לפעול כדי להבטיח פעולה שנמשכת-ארוכה ויציבה של המגבר המבצעי.

והכי חשוב - DU יש רווח מתח גבוה מאוד. ואם המתח בין התשומות לשנות לשתף במיליוולט, תפוקת מערכו להשתנות מהותית. לכן חשוב לדעת: מפלט op-amp מנסה מבקש להבטיח כי ההבדל במתח בין התשומות היה קרוב (רצוי שווה) לאפס.

הכלל השני - הצריכה הנוכחית של המגבר המבצעי היא קטנה מאוד, פשוטו כמשמעו nanoamps. אם הקלט מוגדר טרנזיסטורי אפקט שדה, ההערכה היא רשות. ניתן להסיק כי התשומות לא לצרוך נוכחיות, לא משנים מה ממשמש מעגל מגבר מבצעי - עיקרון הפעולה נשאר זהה.

אבל לא חושב OU הוא באמת משתנה ללא הרף של מתח הכניסה. פיזית, התרגיל הזה הוא כמעט בלתי אפשרי, שכן לא יהיה עמיד הכלל השני. בשל ההערכה הולך מגבר המבצעית של כל התשומות. עם משוב של מעגל תקשורת חיצוני מועבר מתח קלט פלט. התוצאה - בין התשומות של המגבר המבצעי ההבדל במתח של אפס.

מושג משוב

זהו רעיון משותף, וזה כבר נמצא בשימוש במובן רחב בכל תחומי הטכנולוגיה. בכל מערכת בקרה יש לולאת משוב משווה את אות פלט ואת ערך הסט (הפניה). תלוי מה הערך הנוכחי - יש תיקון בכיוון הנכון. שבו המערכת המלאה יכולה להיות כל דבר, אפילו מכונית שנוסעת על הכביש.

הנהג לוחץ על דוושת הבלם, המשוב הוא - תחילת ההאטה. על ידי אנלוגיה עם דוגמה כזו פשוטה, אנו יכולים להבין טוב יותר את המשוב במעגלים אלקטרוניים. משוב שלילי - זה אם בעת לחיצה על דוושת הבלם המכונית מאיצה.

אלקטרוניקת המשוב היא התהליך שבמהלכו עוברים מאדם לאדם מהפלט לאות הקלט. לכן יש גם להתיישב על אות קלט. מצד אחד, זה לא רעיון מאוד הגיוני, זה עשוי למעשה נראה מבחוץ, אשר להפחית את הרווח באופן משמעותי. ביקורות כאלה, אגב, המייסדים קיבלו משוב פיתוח אלקטרוניקה. אבל יש צורך להבין ביתר פירוט ההשפעה שלה על מגברים אופרטיביים - לשקול מעגלים מעשיים. וזה מתברר שזה נכון ומעט מקטין את הרווח, אך מאפשר לך לשפר כמה אפשרויות אחרות:

1. להחליק את תגובת התדר (שמוביל הדרושים שלהם).
2. היא מאפשרת לחזות את התנהגותו של המגבר.
3. מסוגל לחסל את אי-ליניאריות ו עיוות האות.

משוב יותר (אנחנו מדברים על דרך השלילה), ההשפעה פחות על ביצועי מגבר עם מערכת הפעלה פתוחה. התוצאה - כל הפרמטרים שלו תלויה רק מה המאפיינים של מעגל.

כדאי לשים לב לעובדה שכל המגברים התפעוליים הפועלים מצב עם משוב מאוד עמוק. רווח מתח (שלה פתוח לולאה) יכולים להגיע אפילו כמה מיליוני. לכן, מעגל המגבר הוא מגבר מבצעי הוא תובעני מאוד על הציות של כל הפרמטרים של אספקת חשמל ואת רמת אות כניסה.