Rôzne aplikácie Op Amp v elektronike

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Operačný zosilňovač je integrovaný obvod ktorý funguje ako napäťový zosilňovač. Operačný zosilňovač ako diferenciálny vstup. Že má dva vstupy opačnej polarity. Operačný zosilňovač ako jediný vstup s opačnou polaritou. Operačný zosilňovač má jeden výstup a veľmi vysoký zisk, čo dáva výstupnému signálu.

Spravidla používame veľa aplikácií pomocou operačných zosilňovačov ako




  • Diferenciálne zosilňovače
  • Invertujúce zosilňovače
  • Neinvertujúce zosilňovače
  • Sledovatelia napätia
  • Sčítacie zosilňovače
  • Prístrojové zosilňovače

Bude to pôsobiť ako niektoré oscilátory

  • Oscilátory Wien Bridge

Bude fungovať ako niektoré filtre pomocou operačných zosilňovačov



  • Operačné zosilňovače sa môžu použiť pri konštrukcii aktívnych filtrov, ktoré poskytujú funkcie vysokého priechodu, odmietnutia pásma a oneskorenia. Vysoká vstupná impedancia a zisk operačného zosilňovača umožňujú priamy výpočet hodnôt prvkov.

Niektoré operačné zosilňovače sa dajú všeobecne použiť ako komparátory

Základný porovnávací schematický diagram, ako je znázornený na obr


Komparátor

Komparátor

Teraz budeme podrobne diskutovať o rôznych druhoch diferenciálnych zosilňovačov

Diferenciálne zosilňovače

Diferenciálny zosilňovač zosilňuje rozdiel medzi dvoma napätiami, čím sa tento typ obvodu operačného zosilňovača stáva subtraktorom, na rozdiel od sčítavacieho zosilňovača, ktorý sčítava alebo sčíta vstupné napätia. Títo typy obvodov operačného zosilňovača sú bežne známe ako diferenciálny zosilňovač. Pripojením každého interného vstupu k zemi 0 V môžeme použiť superpozíciu na riešenie výstupného napätia Vout. Rovnica Vout je

Diferenciálny zosilňovač

Diferenciálny zosilňovač

V out = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)

V tejto rovnici R1 = R2a R3 = R4 potom pomocou tejto rovnice

V out = R3 / R1 (V2-V1).

Ak všetky tieto odpory majú všetky rovnaké ohmické hodnoty, znamená to R1 = R2 = R3. Potom sa z obvodu stane diferenciálny operačný zosilňovač Unity.

Aplikácie diferenciálnych zosilňovačov

  • Používa sa ako sériový obvod negatívnej spätnej väzby pomocou operačného zosilňovača
  • Spravidla používame diferenciálny zosilňovač, ktorý funguje ako obvod riadenia hlasitosti.
  • Diferenciálny operačný zosilňovač sa môže použiť ako obvod riadenia automatického zosilnenia.
  • Niektoré z diferenciálnych operačných zosilňovačov je možné použiť na amplitúdovú moduláciu.

Invertujúce operačné zosilňovače

Invertujúci zosilňovač je obvod s uzavretou slučkou, obvod operačného zosilňovača je spojený so spätnou väzbou na vytvorenie spätnoväzbovej operácie. Pri práci s operačnými zosilňovačmi existujú dve veľmi dôležité pravidlá, ktoré je treba pamätať na invertujúci zosilňovač, nejde o žiadne prúdenie prúdu do vstupnej svorky. A že V1 sa vždy rovná V2. V obvodoch operačných zosilňovačov v reálnom svete sú však obe tieto pravidlá mierne porušené.

Je to tak preto, lebo križovatka spojenia vstupného a spätnoväzbového signálu je na rovnakom potenciáli ako kladný vstup, ktorý je na 0 V alebo na zemi, potom je spojením virtuálna zem.

Pretože je uzol virtuálnej zeme, vstupný odpor zosilňovača sa rovná hodnote vstupného odporu R in a zisk uzavretej slučky invertujúceho zosilňovača je možné nastaviť pomerom dvoch externých odporov.

Vyššie sme povedali, že existujú veľmi dôležité pravidlá, ktoré je treba pamätať na invertujúci zosilňovač alebo akýkoľvek operačný zosilňovač, ktorý je uvedený nižšie

  • Na vstupné svorky neprúdi žiadny prúd
  • Diferenčné vstupné napätie je 0 ako V1 = V2 = 0.

Potom pomocou dvoch pravidiel môžeme odvodiť rovnicu výpočtom zisku uzavretej slučky invertujúceho zosilňovača

Invertujúci zosilňovač

Invertujúci zosilňovač

I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)

Preto I = (Vin-V2) / Rin

I = (V2-Vout) / Rf

Zisk uzavretej slučky sa udáva ako Vout / Vin = -Rf / Rin

Zisk napätia v uzavretej slučke sa rovná Vout = –Rf / Rin * Vin

Záporné znamienko v rovnici označuje inverziu výstupného signálu s príslušným vstupom v uhle 180 stupňov od fázy

Aplikácie invertujúceho zosilňovača

  • Invertujúci zosilňovač sa používa naplno na sčítač napätia alebo sčítací zosilňovač
  • Invertujúci zosilňovač je použiteľný pre letný zosilňovač škálovania.
  • Je použiteľný pre vyvážený zosilňovač.

Neinvertujúci zosilňovač

Neinvertujúci zosilňovač, kde je výstup v rovnakom zmysle alebo vo fáze so vstupom. V tomto obvode sa signál aplikuje na neinvertujúci vstup operačného zosilňovača. Spätná väzba sa však prenáša z výstupu cez odpor na invertujúci vstup operačného zosilňovača, kde sa na zem uzemní ďalší odpor. Základný neinvertujúci zosilňovač je znázornený na obr

Neinvertujúci zosilňovač

Neinvertujúci zosilňovač

Zisk obvodu neinvertujúceho zosilňovača operačného zosilňovača sa dá ľahko určiť a výstup neinvertujúceho zosilňovača je rovnaký ako vstupné napätie. Takže zisk zosilňovača je mimoriadne vysoký.

Pretože vstup do operačného zosilňovača nečerpá žiadny prúd, znamená to, že prúd prúdiaci v rezistoroch R1 a R2 a napätie na oboch vstupoch sú rovnaké. Rovnicu neinvertujúceho zosilňovača možno nazvať ako Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1.

Aplikácie neinvertujúceho zosilňovača

  • Neinvertujúci zosilňovač používa pripojenie zápornej spätnej väzby s predpätím deliča napätia.
  • Tu je zosilnenie napätia vždy väčšie ako 1.

Sledovač napätia

Sledovač napätia sa tiež nazýva zosilňovač zosilnenia jednoty, vyrovnávací zosilňovač a izolačný zosilňovač) je obvod operačného zosilňovača, ktorý má zosilnenie napätia 1.

To znamená, že operačný zosilňovač neposkytuje žiadne zosilnenie signálu. Dôvod, prečo sa to nazýva sledovač napätia, je ten, že výstupné napätie neposkytuje vstupné napätie.

Sledovač napätia

Sledovač napätia

Obvod operačného zosilňovača má veľmi vysokú vstupnú impedanciu. Táto vysoká vstupná impedancia je dôvodom, prečo sa používa sledovač napätia. Zaťaženie vyžaduje a odoberá obrovské množstvo prúdu. To spôsobí, že Zdroj energie s. Sledovače napätia sa tiež nazývajú ako vyrovnávacia pamäť napätia.

Aplikácie sledovača napätia

  • Vysoká vstupná impedancia a veľmi nízka výstupná impedancia
  • Sledovače napätia sa zvyčajne používajú na izoláciu stupňov od seba.
  • Sledovač napätia sa nazýva aj ako vyrovnávacia pamäť napätia.

Sčítací zosilňovač

Sčítací zosilňovač je jednou z aplikácií invertujúceho operačného zosilňovača, ale ak k druhému vstupnému odporu pridáme ďalší vstupný rezistor rovnakých hodnôt, nakoniec dostaneme ďalší operačný zosilňovač ako sčítací zosilňovač.

Sčítací zosilňovač

Sčítací zosilňovač

Je to tiež ako symbol obvodu sčítača napätia vo vyššie uvedenom súčte vstupných napätí zosilňovača V1, V2, V3 a vstupných odporov sú Rin, spätná väzba rezistory sú Rf. Aplikátor sčítania je teda znázornený na obr

-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3 ... atď.)

Aplikácie sčítacieho zosilňovača

Fotoúvery