Čo je operačný zosilňovač? Integrátor Op-Amp a diferenciátor Op-Amp

Čo je operačný zosilňovač? Integrátor Op-Amp a diferenciátor Op-Amp

Operačný zosilňovač alebo operačný zosilňovač je lineárne zariadenie a používa sa vo veľkej miere pri filtrovaní, upravovaní signálu alebo sa používa hlavne na vykonávanie matematických operácií, ako je sčítanie, odčítanie, diferenciácia a integrácia. Operačný zosilňovač v zásade využíva externé komponenty spätnej väzby medzi vstupnými aj výstupnými svorkami rezistorov a kondenzátorov podobných operačným zosilňovačom. Tieto komponenty vyriešia činnosť operačného zosilňovača s dobrými vlastnosťami, ako sú kapacitné, odporové atď. Zosilňovač môže vykonávať rôzne funkcie. Operačný zosilňovač je trojpólové zariadenie, ktoré obsahuje dva vstupy a jeden výstup, kde vstupy sú invertujúce a neinvertujúce a výstupy môžu byť napäťové alebo prúdové.



Čo je operačný zosilňovač?

Operačný zosilňovač alebo operačný systém je jedným typom integrovaný obvod ktorý využíva vonkajšie napätie na zosilnenie vstupu pomocou veľmi vysokého zisku. Hlavným zámerom tohto obvodu je zvýšiť výkon signálu na nízkej úrovni. Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si odkaz Rôzne aplikácie Op Amp v elektronike


Operačný zosilňovač

Operačný zosilňovač



Čo je to derivátor operačného zosilňovača?

V obvode diferenciálneho zosilňovača operačného zosilňovača je výstupné napätie priamo úmerné rýchlosti zmeny vstupného napätia vzhľadom na čas, čo znamená, že rýchlou zmenou signálu vstupného napätia sa potom v reakcii zmení vysoké napätie o / p. Pretože výstup obvodu diferenciálneho zosilňovača op-amp je úmerný zmene vstupu. Keď sú vstupy diferenciálneho obvodu štandardné krivky ako sínus, štvorec, trojuholník, potom budú výstupné krivky veľmi odlišné.

Diferenciátor operačného zosilňovača

Diferenciátor operačného zosilňovača



Ak je vstupom štvorcová vlna, v ostatných výstupných vlnových formách budú malé hroty. Tieto hroty budú nedokonalé so sklonom koncov koncov vstupnej krivky a maximálnym výstupom obvodu.

Ak je vstupom trojuholníkový tvar vlny, výstup sa mení na štvorcový tvar vlny s rastúcou a klesajúcou úrovňou vstupného tvaru vlny.

Ak je vstupom sínusová vlna, potom sa zmení na kosínusový priebeh, ktorý dáva signál s 90 ° fázovým posunom, čo je v niektorých situáciách veľmi užitočné.


Obvod diferenciátora operačného zosilňovača

Toto je jeden typ zosilňovača , a pripojenie tohto zosilňovača je možné vykonať medzi vstupom aj výstupom a obsahuje veľmi vysoký zisk. Obvod diferenciačného zosilňovača operačného zosilňovača sa môže použiť v analógových počítačoch na vykonávanie matematických operácií, ako je súčet, násobenie, odčítanie, integrácia a diferenciácia.

Obvod operačného zosilňovača generuje výstupné napätie, ktoré je úmerné vstupnému napätiu s časovou deriváciou. Takže tento obvod operačného zosilňovača sa nazýva diferenciátor. Predpokladajme, že uzemňovacia svorka, ktorá je vo vyššie uvedenom obvode označená písmenom G, kde je tok prúdu cez uzemňovaciu svorku ekvivalentný toku prúdu, môžeme napísať ako

Obvod diferenciátora operačného zosilňovača

Obvod diferenciátora operačného zosilňovača

Vo vyššie uvedenom obvode je napätie uzla operačného zosilňovača na invertujúcej svorke nulové ako tok prúdu kondenzátor možno napísať ako

Jav= Jaf

Kde Jaf= -Vvon/ Rf

Poplatok kondenzátora sa rovná napätiu s kapacitnými časmi na kondenzátore

Q = C X Vv

Zmena sadzby poplatku je preto

dQ / dt = C dVv/ DT

Ale dQ / dt je prúd cez kondenzátor

Jav = C dVv/ dt = Jaf

-Vvon/ Rf= C dVv/ DT

Ideálne výstupné napätie (Vout) pre diferenciátor operačného zosilňovača sa píše ako

Vout = - RfC. tvojv/ DT

Výstupné napätie je teda deriváciou konštantného vstupného napätia - RfC-krát vstupného napätia Vin vzhľadom na čas. Tu znamienko mínus (-) určuje fázový posun (180alebo), pretože vstupný signál sa privádza do vstupnej invertujúcej svorky operačného zosilňovača.

Tvar vlny vlnových rozdielov operačného zosilňovača

Tvar vlny vlnových rozdielov operačného zosilňovača

Čo je integrátor operačného zosilňovača?

Vo väčšine obvodov operačného zosilňovača je použité spätnoväzbové spojenie z dôvodu odporového charakteru priamym odporovým vedením naznačujúcim minimálnu časť siete. Ale pre integrátor operačného zosilňovača bude spätnú väzbu poskytovať kondenzátor medzi vstupom a výstupom operačného zosilňovača.

Integrátor operačného zosilňovača

Integrátor operačného zosilňovača

Ako integrátor operačného zosilňovača vykonáva funkciu matematickej integrácie. Môže sa však použiť v analógových počítačoch. Činnosť tohto obvodu je taká, že generuje výstup, ktorý je úmerný vstupnému napätiu v čase. Takže výstupné napätie bude kedykoľvek určené s primárnym výstupným napätím.

Z vyššie uvedených priebehov je možné pozorovať, že ako vstupné zvyšky sú nulové. ale keď sa na vstup dostane krokové i / p napätie, výstup sa zvýši. Podobne, keď sa krokové vstupné napätie vráti do nulovej polohy, potom výstupný zvyšok dosiahne naposledy dosiahnuté napätie.

Obvod integrátora operačného zosilňovača

Integrovací obvod operačného zosilňovača môže byť zostavený s operačným zosilňovačom a kondenzátorom medzi invertujúcim vstupom aj výstupom a odporom od invertujúceho i / p do je vstup pneumatík do obvodu.

Integrátor operačného zosilňovača

Integrátor operačného zosilňovača

Jednou z aplikácií operačného zosilňovača je integrátor, ktorý je možné vytvoriť zmenou pozícií rezistora a kondenzátora. Tento obvod môže generovať o / p napätie, ktoré je úmerné časovému integrálu vstupného napätia. Tento obvod je teda pomenovaný ako integrátorový obvod. Predpokladajme, že uzemňovacia svorka, ktorá je vo vyššie uvedenom obvode označená písmenom G, kde je tok prúdu cez uzemňovaciu svorku ekvivalentný toku prúdu, môžeme napísať ako

Ak Jav+ Jaf= 0

Jav= - Jaf

Vin –Va / R = -C d / dt (V0-Va)

Kde Va = 0

Vin / R = -Cd / dt V0

Integrujeme vyššie uvedenú rovnicu, môžeme získať nasledujúce

1 / P

Alebo

Vout = −∫ Vin / R C. DT + c

Preto sa napätie Vout rovná konštante -1 / RC a integrálu vstupného napätia Vin

Obvod integrátora operačného zosilňovača umožňuje dosiahnuť presnú integráciu i / p signálu. Medzi aplikácie tohto obvodu patria hlavne analógové počítače. V súčasnosti je integračná úloha povinná v analógových aplikáciách, kdekoľvek je obvod IC dokonalým riešením.

Krivky integrátora operačného zosilňovača

Krivky integrátora operačného zosilňovača

Operačný zosilňovač má niekoľko aplikácií návrh elektronického obvodu . Tento obvod sa používa v analógových počítačoch, kde je schopný zabezpečiť operáciu diferenciácie na analógovom vstupnom napätí. To sa môže použiť v prístrojovom vybavení na kontrolu rýchlosti zmeny rôznych bodov. Operačný zosilňovač sa môžu vyžadovať v aplikáciách na úpravu signálu.

Z vyššie uvedených informácií teda nakoniec môžeme vyvodiť záver op-amp integrované obvody sú lineárne zariadenia, ktoré sú ideálne na zosilnenie jednosmerným prúdom a ktoré sa bežne používajú pri filtrovaní, upravovaní signálu, matematických operáciách, ako je integrácia, diferenciácia atď. Je tu na vás otázka, aké sú rôzne typy operačného zosilňovača?