Cos'è un amplificatore operazionale?

Nell'elettronica radio e nei microcircuiti, l'amplificatore operazionale (amplificatore operazionale) è ampiamente utilizzato. Ha ottime caratteristiche tecniche (TX) per l'amplificazione del segnale. Per comprendere la portata del sistema operativo, è necessario conoscerne il principio di funzionamento, lo schema di collegamento e il TX principale.

Cos'è un amplificatore operazionale

OU - un circuito integrato (IC), il cui scopo principale è amplificare il valore della corrente continua. Ha un solo output, chiamato differenziale. Questa uscita ha un elevato fattore di amplificazione del segnale (Ky). Gli amplificatori operazionali sono utilizzati principalmente nella costruzione di circuiti con feedback negativo (NFB), che, con il guadagno principale TX, determina il Ku del circuito originale. Gli amplificatori operazionali vengono utilizzati non solo sotto forma di circuiti integrati individuali, ma anche in diversi blocchi di dispositivi complessi.

L'amplificatore operazionale ha 2 ingressi e 1 uscita e dispone anche di uscite per il collegamento di una fonte di alimentazione (IP). Il principio di funzionamento di un amplificatore operazionale è semplice. Ci sono 2 regole prese come base.Le regole descrivono i semplici processi dell'operazione IC che avvengono nel sistema operativo e come funziona l'IC è chiaro anche ai manichini. All'uscita, la differenza di tensione (U) è 0 e gli ingressi dell'amplificatore operazionale non assorbono quasi corrente (I). Un ingresso è chiamato non invertente (V+) e l'altro è chiamato invertente (V-). Inoltre, gli ingressi dell'amplificatore operazionale hanno un'elevata resistenza (R) e non consumano quasi nessuna I.

Il chip confronta i valori U agli ingressi ed emette un segnale, preamplificandolo. Ku OU ha un valore alto, arrivando a 1000000. Se all'ingresso viene applicata una U bassa, all'uscita è possibile ottenere un valore pari a U della fonte di alimentazione (Uip). Se U all'ingresso V+ è maggiore di V-, l'uscita sarà il valore massimo positivo. Quando alimentata da una U positiva dell'ingresso invertente, l'uscita avrà una tensione negativa massima.

Il requisito principale per il funzionamento del sistema operativo è l'uso di un IP bipolare. È possibile utilizzare un IP unipolare, ma le capacità dell'amplificatore operazionale sono fortemente limitate. Se usi una batteria e prendi il suo lato positivo come 0, quando misuri i valori, ottieni 1,5 V. Se prendi 2 batterie e le colleghi in serie, verrà aggiunto U, cioè il dispositivo mostrerà 3 V.

Se prendiamo il polo negativo della batteria come zero, il dispositivo mostrerà 3 V. Altrimenti, se prendiamo il polo positivo come 0, otteniamo -3 V. Quando usiamo il punto tra le due batterie come zero, abbiamo ottenere un IP bipolare primitivo. Puoi controllare lo stato dell'amplificatore operazionale solo quando lo colleghi al circuito.

Tipi e simboli sul diagramma

Con lo sviluppo dei circuiti elettrici, gli amplificatori operazionali vengono costantemente migliorati e compaiono nuovi modelli.

Classificazione per applicazione:

1. Industrial è un'opzione economica.
2. Precisione (strumenti di misurazione precisi).
3. Elettrometrico (piccolo valore di Iin).
4. Micropower (consumo di piccola I power).
5. Programmabile (le correnti vengono impostate tramite I esterno).
6. Potente o ad alta corrente (dando un valore maggiore di I al consumatore).
7. Bassa tensione (funzionano a U<3 V).
8. Alta tensione (progettata per valori U elevati).
9. Risposta rapida (alta velocità di risposta e frequenza di guadagno).
10. Con basso livello di rumore.
11. Tipo sonoro (basse armoniche).
12. Per alimentazione elettrica di tipo bipolare e unipolare.
13. Differenza (capace di misurare U bassa ad alto rumore). Usato negli shunt.
14. Cascate di amplificazione del tipo finito.
15. Specializzato.

In base ai segnali di ingresso, gli amplificatori operazionali sono divisi in 2 tipi:

1. Con 2 ingressi.
2. Con 3 ingressi. 3 ingressi vengono utilizzati per espandere la funzionalità. Ha un OOS interno.

Il circuito dell'amplificatore operazionale è piuttosto complicato e non ha senso produrlo, e il radioamatore deve solo conoscere il corretto circuito di commutazione dell'amplificatore operazionale, ma per questo è necessario comprendere la decodifica delle sue conclusioni.

Le principali designazioni dei risultati dell'IC:

1. V+ è un ingresso non invertente.
2. V- - ingresso invertente.
3. Vout - uscita Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - terminale positivo dell'IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - meno IP.

In quasi tutti gli amplificatori operazionali ci sono 5 conclusioni. Tuttavia, alcune varietà potrebbero non avere il V-. Ci sono modelli che hanno conclusioni aggiuntive che espandono le capacità dell'amplificatore operazionale.

Le conclusioni per l'alimentazione non devono essere contrassegnate, perché. questo aumenta la leggibilità del diagramma. L'uscita di potenza dal terminale positivo o polo dell'IP si trova nella parte superiore del circuito.

Caratteristiche principali

Gli amplificatori operazionali, come altri componenti radio, hanno TX, che può essere suddiviso in tipi:

1. Amplificazione.
2. Ingresso.
3. Fine settimana.
4. Energia.
5. Deriva.
6. Frequenza.
7. prestazione.

Il guadagno è la caratteristica principale dell'amplificatore operazionale. È caratterizzato dal rapporto tra il segnale di uscita e l'ingresso. Viene anche chiamato ampiezza, o trasferimento TX, che viene presentato sotto forma di grafici di dipendenza. L'ingresso include tutti i valori per l'ingresso dell'amplificatore operazionale: Rin, correnti di polarizzazione (Ism) e shift (Iin), deriva e differenziale di ingresso massimo U (Udifmax).
Icm viene utilizzato per azionare l'amplificatore operazionale agli ingressi. Iin è necessario per il funzionamento dello stadio di ingresso dell'amplificatore operazionale. Iin shift - la differenza Icm per 2 semiconduttori di ingresso dell'amplificatore operazionale.

Durante la costruzione dei circuiti, questi I devono essere presi in considerazione quando si collegano i resistori. Se Iin non viene preso in considerazione, ciò può portare alla creazione di una U differenziale, che porterà a un funzionamento errato dell'amplificatore operazionale.
Udifmax - U, che viene alimentato tra gli ingressi dell'amplificatore operazionale. Il suo valore caratterizza l'esclusione del danno ai semiconduttori della cascata differenziale.

Per una protezione affidabile tra gli ingressi dell'amplificatore operazionale, 2 diodi e un diodo zener sono collegati in antiparallelo. L'ingresso differenziale R è caratterizzato dalla R tra i due ingressi e l'ingresso di modo comune R è il valore tra i 2 ingressi dell'amplificatore operazionale che sono combinati e la massa (massa). I parametri di uscita dell'amplificatore operazionale includono l'uscita R (Rout), l'uscita massima U e I. Il parametro Rout dovrebbe avere un valore inferiore per caratteristiche di guadagno migliori.

Per ottenere un piccolo Rout, è necessario utilizzare un emettitore follower. Iout si cambia con il collettore I.L'energia TX è stimata in base alla potenza massima consumata dal sistema operativo. Il motivo del funzionamento errato dell'amplificatore operazionale è la diffusione del TX dei semiconduttori dello stadio dell'amplificatore differenziale, che dipende dagli indicatori di temperatura (deriva della temperatura). I parametri di frequenza dell'amplificatore operazionale sono i principali. Contribuiscono all'amplificazione dei segnali armonici e impulsivi (velocità).

Nell'amplificatore operazionale IC di forma generale e speciale, è incluso un condensatore per impedire la generazione di segnali ad alta frequenza. A frequenze con un valore basso, i circuiti hanno un grande coefficiente K senza feedback (OS). Il sistema operativo utilizza una connessione non invertente. Inoltre, in alcuni casi, ad esempio, nella produzione di un amplificatore invertente, il sistema operativo non viene utilizzato. Inoltre, l'amplificatore operazionale ha caratteristiche dinamiche:

1. Slew rate Uout (SN Uout).
2. Tempo di assestamento Uout (risposta dell'amplificatore operazionale al salto U).

Ove applicabile

Esistono 2 tipi di circuiti op-amp, che differiscono per il modo in cui sono collegati. Lo svantaggio principale dell'UO è l'incoerenza di Ku, che dipende dalla modalità operativa. Le principali aree di applicazione sono gli amplificatori: invertenti (IU) e non invertenti (NIO). Nel circuito NRU, Ku di U è impostato da resistori (il segnale deve essere applicato all'ingresso). L'unità organizzativa contiene un OOS di tipo sequenziale. Questa connessione viene effettuata su una delle resistenze. Viene servito solo su V-.

Nel DUT, i segnali sono sfasati. Per cambiare il segno della tensione negativa in uscita è necessaria una retroazione in parallelo su U. L'ingresso, che non è invertente, deve essere messo a terra. Il segnale di ingresso viene inviato attraverso un resistore all'ingresso invertente.Se l'ingresso non invertente va a massa, la differenza U tra gli ingressi dell'amplificatore operazionale è 0.

È possibile selezionare i dispositivi che utilizzano il sistema operativo:

1. Preamplificatori.
2. Amplificatori di segnali di frequenza audio e video.
3. U comparatori.
4. Diffamplificatori.
5. Differenziatori.
6. Integratori.
7. elementi filtranti.
8. Raddrizzatori (maggiore precisione dei parametri di uscita).
9. Stabilizzatori U e I.
10. Calcolatrice di tipo analogico.
11. ADC (convertitori analogico-digitale).
12. DAC (convertitori da digitale ad analogico).
13. Dispositivi per la generazione di vari segnali.
14. Informatica.

Gli amplificatori operazionali e la loro applicazione sono ampiamente utilizzati in varie apparecchiature.

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