Rruga dhjetë mijë litra fillon me hapin e parë.
(Proverb kinez)
Ishte në mbrëmje, nuk kishte asgjë për të bërë ... Dhe kështu befas doja të bashkoja diçka. Të tilla ... Elektronike! .. Për të bashkuar - kështu për të bashkuar. Ka një kompjuter, interneti është i lidhur. Zgjedhja e një skeme. Dhe befas rezulton se skemat për subjektin e synuar janë një karrocë dhe një karrocë e vogël. Dhe të gjithë janë të ndryshëm. Pa përvojë, pak njohuri. cilin të zgjidhni? Disa prej tyre përmbajnë disa lloj drejtkëndëshash, trekëndëshash. Përforcuesit, madje edhe ato operacionale ... Si funksionojnë ata nuk është e qartë. E çuditshme! .. Po sikur të digjet? Ne zgjedhim atë që është më e thjeshtë, duke përdorur transistorë të njohur! Ne zgjodhëm, ngjitëm, ndezëm ... HELP !!! Nuk punon!!! Pse?
Sepse “Thjeshtësia është më e keqe se të vjedhësh”! Është si një kompjuter: lojërat më të shpejta dhe më të sofistikuara! Dhe për punë në zyrë mjafton edhe më e thjeshta. Kështu është me transistorët. Nuk mjafton të lidhni qarkun mbi to. Ju gjithashtu duhet të jeni në gjendje ta konfiguroni atë. Ka shumë gracka dhe gracka. Dhe kjo shpesh kërkon përvojë që nuk është aspak e nivelit fillestar. Po çfarë, të hiqni dorë nga një aktivitet emocionues? Larg asaj! Thjesht nuk duhet të keni frikë nga këta "trekëndësha-drejtkëndësha". Rezulton se punon me ta, në shumë raste, shumë më lehtë sesa me transistorë individualë. NËSE E DI - SI!
Këtu është kjo: të kuptojmë se si funksionon një përforcues operacional (op-amp, ose në anglisht OpAmp), tani do të merremi me të. Në këtë rast, ne do ta konsiderojmë punën e tij fjalë për fjalë "në gishta", praktikisht pa përdorur ndonjë formulë, përveç ndoshta me përjashtim të ligjit të gjyshit Ohm: "Rryma përmes seksionit të qarkut ( Unë) është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin në të ( U) dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e tij ( R)»:
I = U / R. (1)
Për të filluar, në parim, nuk është aq e rëndësishme se si është rregulluar saktësisht op-amp brenda. Le të supozojmë se është një "kuti e zezë" me një lloj mbushjeje atje. Në këtë fazë, ne nuk do të shqyrtojmë parametra të tillë op-amp si "tensioni i kompensuar", "voltazhi i kompensimit", "zhvendosja e temperaturës", "karakteristikat e zhurmës", "raporti i refuzimit të modalitetit të përbashkët", "raporti i shtypjes së valëzimit të tensionit të furnizimit", " gjerësia e brezit " etj. Të gjithë këta parametra do të jenë të rëndësishëm në fazën tjetër të studimit të tij, kur parimet bazë të punës së tij "të vendosen" në kokën time, sepse "ishte e lëmuar në letër, por ata harruan gropat" ...
Tani për tani, le të supozojmë se parametrat e op-amp janë afër idealit dhe të shqyrtojmë vetëm se çfarë sinjali do të jetë në daljen e tij nëse disa sinjale aplikohen në hyrjet e tij.
Pra, një përforcues operacional (OA) është një përforcues diferencial DC me dy hyrje (invertues dhe joinvertues) dhe një dalje. Përveç tyre, op-amp ka priza të fuqisë: pozitive dhe negative. Këto pesë gjetje janë të disponueshme në gatiçdo op-amp dhe janë thelbësisht të nevojshme për funksionimin e tij.
Op-amp ka një fitim të madh, të paktën 50,000 ... 100,000, por në realitet - shumë më tepër. Prandaj, si një përafrim i parë, madje mund të supozohet se është e barabartë me pafundësinë.
Termi "diferencial" ("ndryshe" përkthehet nga anglishtja si "diferencë", "diferencë", "ndryshim") do të thotë që potenciali i daljes së op-amp ndikohet ekskluzivisht nga diferenca potenciale midis hyrjeve të tij, cfaredo nga e tyre absolute vlerat dhe polaritetet.
Termi "DC" do të thotë se ai amplifikon sinjalet hyrëse të op-amp duke filluar nga 0 Hz. Gama e sipërme e frekuencës (gama e frekuencës) e sinjaleve të përforcuara nga op-amp varet nga shumë arsye, siç janë karakteristikat e frekuencës së transistorëve nga të cilët përbëhet, fitimi i qarkut të ndërtuar duke përdorur op-amp, etj. Por kjo çështje tashmë është përtej qëllimit të njohjes fillestare me punën e saj dhe nuk do të merret parasysh këtu.
Hyrjet e op-amp kanë një rezistencë hyrëse shumë të madhe, të barabartë me dhjetëra / qindra MegaOhm, apo edhe GigaOhm (dhe vetëm në K140UD1 të paharrueshme, madje edhe në K140UD5 ishte vetëm 30 ... 50 kOhm). Një impedancë e tillë e lartë e hyrjeve do të thotë që ato praktikisht nuk kanë asnjë efekt në sinjalin hyrës.
Prandaj, me një shkallë të madhe të përafrimit me idealin teorik, mund të supozojmë se aktuale nuk rrjedh në hyrjet e op-amp ... kjo - së pari një rregull i rëndësishëm që zbatohet kur analizohet funksionimi i një op-amp. Ju lutemi mbani mend mirë se çfarë ka të bëjë vetëm Vetë OU, por jo skemat me aplikimin e saj!
Çfarë nënkuptojnë termat "invertues" dhe "jo përmbysës"? Në lidhje me atë që përkufizohet përmbysja, dhe në përgjithësi, çfarë lloj "kafshe" është kjo - përmbysja e sinjalit?
Përkthyer nga latinishtja, një nga kuptimet e fjalës "inversio" është "kthim", "grusht shteti". Me fjale te tjera, përmbysja është një imazh pasqyre ( pasqyrim) të sinjalit në lidhje me boshtin horizontal X(boshti i kohës). Në Fig. Figura 1 tregon disa nga variantet e shumta të mundshme të përmbysjes së sinjalit, ku sinjali direkt (hyrës) tregohet me të kuqe dhe sinjali i përmbysur (dalës) tregohet me blu.
Oriz. 1 Kuptimi i përmbysjes së sinjalit
Duhet të theksohet veçanërisht se në vijën zero (si në Fig. 1, A, B), përmbysja e sinjalit jo i lidhur! Sinjalet mund të jenë të përmbysura dhe asimetrike. Për shembull, të dyja janë vetëm në zonën e vlerave pozitive (Fig. 1, C), e cila është tipike për sinjalet dixhitale ose me furnizim me energji unipolare (kjo do të diskutohet më vonë), ose të dyja janë pjesërisht në pozitive. dhe pjesërisht në zonat negative (Fig. 1, B, E). Opsione të tjera janë gjithashtu të mundshme. Kushti kryesor është reciprok i tyre specularitet në lidhje me një nivel të zgjedhur në mënyrë arbitrare (për shembull, një pikë e mesme artificiale, e cila gjithashtu do të diskutohet më tej). Me fjale te tjera, polariteti sinjali gjithashtu nuk është një faktor përcaktues.
Op-amps përshkruhen në diagrame skematike në mënyra të ndryshme. Jashtë vendit, OU-të janë përshkruar më parë, dhe tani ato përshkruhen shumë shpesh në formën e një trekëndëshi izosceles (Fig. 2, A). Hyrja përmbysëse është një simbol minus, dhe hyrja jo-invertuese është një simbol plus brenda trekëndëshit. Këto simbole nuk nënkuptojnë aspak se në hyrjet përkatëse potenciali duhet të jetë më pozitiv ose më negativ se në tjetrin. Ata thjesht tregojnë se si potenciali i prodhimit reagon ndaj potencialeve të aplikuara në inpute. Si rezultat, ato mund të ngatërrohen lehtësisht me prizat e energjisë, të cilat mund të jenë një "rake" e papritur, veçanërisht për fillestarët.
Oriz. 2 Variante të imazheve grafike të kushtëzuara (UGO)
amplifikatorë operacionalë
Në sistemin e imazheve grafike konvencionale vendase (UGO), përpara hyrjes në fuqi të GOST 2.759-82 (ST SEV 3336-81), OU-të përshkruheshin gjithashtu në formën e një trekëndëshi, vetëm hyrja përmbysëse - me një simbol inversioni - nga një rreth në kryqëzimin e daljes me trekëndëshin (Fig. 2, B), dhe tani - në formën e një drejtkëndëshi (Fig. 2, C).
Kur caktoni një op-amp në diagrame, hyrjet invertuese dhe jo-invertuese mund të ndërrohen nëse është më e përshtatshme, megjithatë, tradicionalisht hyrja përmbysëse tregohet në krye, dhe hyrja jo-invertuese tregohet në fund. Kunjat e fuqisë zakonisht vendosen gjithmonë në një mënyrë (pozitive në krye, negative në fund).
Përforcuesit operativë përdoren pothuajse gjithmonë në qarqet e reagimit negativ (NF).
Feedback-u është efekti i ushqyerjes së një pjese të tensionit dalës të amplifikatorit në hyrjen e tij, ku në mënyrë algjebrike (duke marrë parasysh shenjën) i shtohet tensionit të hyrjes. Parimi i përmbledhjes së sinjalit do të diskutohet më poshtë. Në varësi të cilës hyrje të op-amp, invertuese ose jo-invertuese, jepet reagimi, dallohet reagimi negativ (OOS), kur një pjesë e sinjalit të daljes futet në hyrjen invertuese (Fig. 3, A) ose reagimet pozitive (PIC), kur sinjali i daljes është i ndarë, përkatësisht, në hyrjen jo-invertuese (Fig. 3, B).
Oriz. 3 Parimi i formimit të reagimeve (OS)
Në rastin e parë, meqenëse dalja është e anasjelltë me hyrjen, ai zbritet nga hyrja. Si rezultat, fitimi i përgjithshëm i skenës zvogëlohet. Në rastin e dytë, shtohet në hyrje, fitimi i përgjithshëm i skenës rritet.
Në shikim të parë, mund të duket se PIC ka një efekt pozitiv, dhe OOS është një ndërmarrje krejtësisht e padobishme: pse të zvogëlohet fitimi? Kjo është pikërisht ajo që menduan ekzaminuesit e patentave në SHBA kur, në vitin 1928, Harold S. Black u përpoq patentoni OOS. Megjithatë, duke sakrifikuar amplifikimin, përmirësojmë ndjeshëm parametrat e tjerë të rëndësishëm të qarkut, si lineariteti i tij, diapazoni i frekuencës, etj. Sa më i thellë të jetë OOS, aq më pak karakteristikat e të gjithë qarkut varen nga karakteristikat e op-amp.
Por PIC (duke marrë parasysh amplifikimin e tij të madh të op-amp), ka efektin e kundërt në karakteristikat e qarkut dhe gjëja më e pakëndshme është se shkakton vetë-ngacmimin e tij. Ai, natyrisht, përdoret gjithashtu qëllimisht, për shembull, në gjeneratorë, krahasues me histerezë (më shumë për këtë më vonë), etj., Por në përgjithësi, efekti i tij në funksionimin e qarqeve amplifikuese me amperatorë është mjaft negativ dhe kërkon një analizë shumë e kujdesshme dhe e arsyeshme.zbatimi i saj.
Meqenëse OA ka dy hyrje, llojet kryesore të mëposhtme të përfshirjes së tij janë të mundshme duke përdorur OOS (Fig. 4):
Oriz. 4 Skemat bazë për ndezjen e op-amp
a) duke përmbysur (Fig. 4, A) - sinjali futet në hyrjen invertuese, dhe ai joinvertues lidhet drejtpërdrejt me potencialin e referencës (nuk përdoret);
b) jo përmbysëse (Fig. 4, B) - sinjali futet në hyrjen jo-invertuese, dhe ai invertues lidhet drejtpërdrejt me potencialin e referencës (nuk përdoret);
v) diferencial (Fig. 4, B) - sinjalet aplikohen në të dy hyrjet, invertuese dhe jo invertuese.
Për të analizuar funksionimin e këtyre skemave, duhet pasur parasysh e dyta më e rëndësishmja Rregulla, të cilës i nënshtrohet puna e OA: Dalja e amplifikatorit operacional tenton të sigurojë që diferenca e tensionit midis hyrjeve të tij të jetë zero.
Megjithatë, çdo formulim duhet të jetë të nevojshme dhe të mjaftueshme për të kufizuar të gjithë nëngrupin e rasteve të bindjes. Formulimi i mësipërm, me gjithë "klasicizmin" e tij, nuk jep asnjë informacion se në cilin prej inputeve "kërkon të ndikojë" produkti. Bazuar në të, rezulton se op-amp duket se barazon tensionet në hyrjet e tij, duke i furnizuar ato me tension nga diku "nga brenda".
Nëse shikoni nga afër diagramet në Fig. 4, mund të shihet se OOS (përmes Roos) në të gjitha rastet niset nga dalja vetëm te inputi invertues, i cili na jep arsye ta riformulojmë këtë rregull si më poshtë: Tensioni i ndezur dalja e op-amp e mbuluar nga OOS tenton të sigurojë që potenciali në hyrjen invertuese është i barabartë me potencialin në hyrjen jo-invertuese.
Bazuar në këtë përkufizim, "master" për çdo ndezje të OA me OOS është hyrja jo-invertuese dhe "slave" është ajo invertuese.
Kur përshkruhet funksionimi i një op-amp, potenciali në hyrjen e tij përmbysëse shpesh quhet "zero virtuale" ose "pika e mesme virtuale". Përkthimi i fjalës latine "virtus" do të thotë "imagjinar", "imagjinar". Një objekt virtual sillet afër sjelljes së objekteve të ngjashme të realitetit material, d.m.th., për sinjalet hyrëse (për shkak të veprimit të OOS), hyrja invertuese mund të konsiderohet e lidhur drejtpërdrejt me të njëjtin potencial me të cilin është hyrja jo-invertuese. të lidhura gjithashtu. Sidoqoftë, "zero virtuale" është vetëm një rast i veçantë, i cili ndodh vetëm me një furnizim bipolar të op-amp. Kur përdorni një furnizim me energji unipolare (i cili do të diskutohet më poshtë), dhe në shumë skema të tjera komutuese, nuk do të ketë zero as në hyrjet jo-invertuese dhe as në invertuese. Prandaj, le të biem dakord që ne nuk do ta përdorim këtë term, pasi ai ndërhyn në kuptimin fillestar të parimeve të OS.
Nga ky këndvështrim, ne do të analizojmë skemat e paraqitura në Fig. 4. Në këtë rast, për të thjeshtuar analizën, do të supozojmë se tensionet e furnizimit janë ende bipolare, të barabarta me njëri-tjetrin në madhësi (të themi, ± 15 V), me një pikë të mesme (busi i zakonshëm ose "tokë"), në lidhje me të cilat do të masim tensionet hyrëse dhe dalëse. Përveç kësaj, analiza do të kryhet në një rrymë të vazhdueshme, sepse një sinjal alternativ në ndryshim në çdo moment të kohës mund të përfaqësohet gjithashtu si një mostër e vlerave DC. Në të gjitha rastet, reagimet përmes Roos sillen nga dalja e op-amp në hyrjen e tij përmbysëse. Dallimi i vetëm është se cili nga hyrjet furnizohet me tensionin e hyrjes.
A) Duke përmbysur ndezja (Fig. 5).
Oriz. 5 Parimi i funksionimit të op-amp në lidhjen invertuese
Potenciali në hyrjen jo invertuese është zero, sepse është e lidhur me pikën e mesit ("tokë"). Një sinjal hyrës i barabartë me +1 V në lidhje me pikën e mesit (nga GB) aplikohet në terminalin e majtë të rezistencës hyrëse Rin. Supozoni se rezistenca Roos dhe Rin janë të barabarta me njëra-tjetrën dhe arrijnë në 1 kOhm (rezistenca e tyre totale është 2 kOhm).
Sipas rregullit 2, hyrja invertuese duhet të ketë të njëjtin potencial si hyrja neutrale joinvertuese, d.m.th., 0 V. Prandaj, një tension prej +1 V aplikohet në Rin. Sipas ligjit të Ohmit, një rrymë do të rrjedhë nëpër të. Unënë.= 1 V / 1000 Ohm = 0,001 A (1 mA). Drejtimi i rrjedhës së kësaj rryme tregohet me një shigjetë.
Meqenëse Roos dhe Rin janë ndezur nga një ndarës, dhe sipas rregullit 1, hyrjet e op-amp nuk konsumojnë rrymë, atëherë në mënyrë që voltazhi të jetë 0 V në mes të këtij ndarësi, një tension duhet të jetë aplikuar në terminalin e djathtë Roos minus 1 V, dhe rryma që rrjedh nëpër të Unëoos gjithashtu duhet të jetë e barabartë me 1 mA. Me fjalë të tjera, një tension prej 2 V aplikohet midis terminalit të majtë Rin dhe terminalit të djathtë Roos, dhe rryma që rrjedh nëpër këtë ndarës është 1 mA (2 V / (1 kΩ + 1 kΩ) = 1 mA), d.m.th. Unë në. = Unë oos .
Nëse në hyrje aplikohet një tension negativ, dalja op-amp do të ketë një tension pozitiv. Gjithçka është e njëjtë, vetëm shigjetat që tregojnë rrjedhën e rrymës përmes Roos dhe Rin do të drejtohen në drejtim të kundërt.
Kështu, me vlerësime të barabarta të Roos dhe Rin, voltazhi në daljen e op-amp do të jetë i barabartë me tensionin në hyrjen e tij në madhësi, por i përmbysur në polaritet. Dhe ne morëm duke përmbysur përsëritës ... Ky qark përdoret shpesh nëse keni nevojë të përmbysni sinjalin e marrë duke përdorur qarqe që janë, në parim, inverterë. Për shembull, përforcuesit logaritmikë.
Tani, duke mbajtur vlerën e Rin të barabartë me 1 kOhm, të rrisim rezistencën Roos në 2 kOhm me të njëjtin sinjal hyrës +1 V. Rezistenca totale e ndarësit Roos + Rin u rrit në 3 kOhm. Në mënyrë që një potencial prej 0 V të mbetet në pikën e tij mes (të barabartë me potencialin e hyrjes jo-invertuese), e njëjta rrymë (1 mA) duhet të rrjedhë përmes Roos si përmes Rin. Prandaj, rënia e tensionit në Roos (tensioni në daljen op-amp) duhet të jetë tashmë 2 V. Në daljen op-amp, voltazhi është i barabartë me minus 2 V.
Le të rrisim vlerësimin Roos në 10 kOhm. Tani voltazhi në daljen e op-amp në të njëjtat kushte të tjera do të jetë tashmë 10 V. Më në fund arritëm duke përmbysur përforcues
! Tensioni i tij i daljes është më i madh se tensioni i hyrjes (me fjalë të tjera, fitimi Ku) aq herë sa rezistenca Roos është më e madhe se rezistenca Rin. Për aq sa betohem të mos përdor formula, le ta shfaqim atë në formën e një ekuacioni:
Ku = - Uout / Uin = - Roos / Rin. (2)
Shenja minus përpara fraksionit në anën e djathtë të ekuacionit do të thotë vetëm që sinjali i daljes është i përmbysur në lidhje me sinjalin hyrës. Dhe asgjë më shumë!
Tani le të rrisim rezistencën Roos në 20 kOhm dhe të analizojmë se çfarë ndodh. Sipas formulës (2), me Ku = 20 dhe një sinjal hyrës 1 V, dalja duhet të ketë një tension prej 20 V. Por nuk ishte aty! Më parë supozuam se voltazhi i furnizimit të op-amp tonë është vetëm ± 15 V. Por as 15 V nuk mund të merret (pse është pak më i ulët). "Ju nuk mund të hidheni mbi kokën tuaj (tensioni i furnizimit)!" Si rezultat i një abuzimi të tillë të vlerësimeve të qarkut, voltazhi i daljes së op-amp "mbështetet" në tensionin e furnizimit (dalja e op-amp shkon në ngopje). Bilanci i barazisë së rrymave përmes ndarësit RoosRin ( Unënë. = Unëoos) është shkelur, në hyrjen invertuese shfaqet një potencial që është i ndryshëm nga potenciali në hyrjen joinvertuese. Rregulli 2 pushon së zbatuari.
Input rezistencës përforcues invertues e barabartë me rezistencën Rin, pasi e gjithë rryma nga burimi i sinjalit të hyrjes (GB) rrjedh nëpër të.
Tani le të zëvendësojmë konstanten Roos me një ndryshore, me një vlerë nominale, le të themi, 10 kOhm (Fig. 6).
Oriz. 6 Qarku i një përforcuesi të fitimit të ndryshueshëm invertues
Me pozicionin e djathtë (sipas diagramit) të rrëshqitësit të tij, fitimi do të jetë Roos / Rin = 10 kOhm / 1 kOhm = 10. Duke lëvizur rrëshqitësin Roos në të majtë (duke ulur rezistencën e tij), fitimi i qarkut do të zvogëlohet dhe, së fundi, në pozicionin e tij ekstrem majtas, ai do të bëhet i barabartë me zero, pasi numëruesi në formulën e mësipërme do të bëhet zero në ndonjë vlera e emëruesit. Dalja do të jetë gjithashtu zero për çdo vlerë dhe polaritet të sinjalit të hyrjes. Kjo përdoret shpesh në qarqet e amplifikimit audio, të tilla si miksera, ku duhet të rregulloni fitimin nga zero.
B) Jo përmbysëse ndezja (Fig. 7).
Oriz. 7 Parimi i funksionimit të op-amp në lidhje jo invertuese
Pini i majtë Rin është i lidhur me pikën e mesit ("tokë"), dhe sinjali hyrës i barabartë me +1 V aplikohet drejtpërdrejt në hyrjen jo-invertuese. Meqenëse nuancat e analizës "përtypen" më lart, këtu do t'i kushtojmë vëmendje vetëm dallimeve të rëndësishme.
Në fazën e parë të analizës, marrim gjithashtu rezistencat Roos dhe Rin të barabarta me njëra-tjetrën dhe të barabarta me 1 kOhm. Sepse në hyrjen jo-invertuese potenciali është +1 V, atëherë sipas rregullit 2 i njëjti potencial (+1 V) duhet të jetë në hyrjen invertuese (treguar në figurë). Për ta bërë këtë, duhet të ketë një tension prej +2 V në terminalin e djathtë të rezistencës Roos (dalja e op-amp). Rrymat Unënë. dhe Unëoos, e barabartë me 1 mA, tani rrjedh nëpër rezistorët Roos dhe Rin në drejtim të kundërt (treguar me shigjeta). Ne e morëm atë jo përmbysëse përforcues me një fitim prej 2 sepse një hyrje prej +1 V prodhon një dalje prej +2 V.
E çuditshme, apo jo? Vlerësimet janë të njëjta si në lidhjen përmbysëse (i vetmi ndryshim është se sinjali futet në një hyrje tjetër), dhe fitimi është i dukshëm. Këtë do ta kuptojmë pak më vonë.
Tani e rrisim vlerën Roos në 2 kOhm. Për të mbajtur ekuilibrin e rrymave Unënë. = Unëoos dhe potenciali i hyrjes përmbysëse është +1 V, dalja e op-amp duhet të jetë tashmë +3 V. Ku = 3 V / 1 V = 3!
Nëse krahasojmë vlerat e Ku me një lidhje jo-invertuese me një invertuese, me të njëjtat vlerësime të Roos dhe Rin, rezulton se fitimi në të gjitha rastet është më i madh për një. Ne nxjerrim formulën:
Ku = Uout / Uin + 1 = (Roos / Rin) + 1 (3)
Pse po ndodh kjo? Është shumë e thjeshtë! NF funksionon në të njëjtën mënyrë si me një lidhje invertuese, por sipas rregullit 2, potenciali i hyrjes joinvertuese i shtohet gjithmonë potencialit të hyrjes invertuese në një lidhje joinvertuese.
Pra, me ndezjen jo-invertuese, nuk mund të merrni një fitim të barabartë me 1? Pse jo - mundesh. Le të ulim emërtimin Roos, në të njëjtën mënyrë siç analizuam Fig. 6. Me vlerën e tij zero - qarku i shkurtër i daljes me hyrjen invertuese (Fig. 8, A), sipas rregullit 2, dalja do të ketë një tension të tillë që potenciali i hyrjes përmbysëse të jetë i barabartë me potencialin e hyrje jo invertuese, pra +1 V. Marrim: Ku = 1 V / 1 V = 1 (!) Epo, meqenëse hyrja përmbysëse nuk konsumon rrymë dhe nuk ka asnjë ndryshim potencial midis tij dhe daljes, atëherë nuk rrjedh rrymë në këtë qark.
Oriz. 8 Skema për ndezjen e një op-amp si një përcjellës i tensionit
Rin bëhet përgjithësisht i tepërt, sepse lidhet paralelisht me ngarkesën në të cilën duhet të punojë dalja e op-amp dhe rryma e daljes së saj do të rrjedhë nëpër të krejtësisht kot. Dhe çfarë do të ndodhë nëse largoheni nga Roos, por hiqni Rin (Fig. 8, B)? Pastaj, në formulën e amplifikimit Ku = Roos / Rin + 1, rezistenca Rin teorikisht bëhet afër pafundësisë (në realitet, natyrisht, jo, sepse ka rrjedhje në tabelë, dhe rryma hyrëse e op-amp, megjithëse i papërfillshëm, është zero, nuk është i barabartë), dhe raporti Roos / Rin është i barabartë me zero. Vetëm një mbetet në formulën: Ku = + 1. A mund të merrni një fitim më të vogël se një për këtë qark? Jo, më pak nuk do të funksionojë në asnjë rrethanë. Njësia "shtesë" në formulën e fitimit në kurbë nuk mund të shmanget nga një dhi ...
Pasi të kemi hequr të gjitha rezistorët "shtesë", marrim qarkun jo përmbysëse përsëritës treguar në Fig. 8, B.
Në pamje të parë, një skemë e tillë nuk ka kuptim praktik: pse na duhet një "përforcim" i vetëm dhe madje jo i kundërt - çfarë, nuk mund ta ushqeni sinjalin më tej ??? Megjithatë, skema të tilla përdoren mjaft shpesh dhe ja pse. Sipas rregullit 1, asnjë rrymë nuk rrjedh në hyrjet op-amp, d.m.th. impedanca e hyrjes përsëritësi jo-invertues është shumë i madh - ato dhjetëra, qindra dhe madje mijëra megohm (e njëjta gjë vlen edhe për qarkun në Fig. 7)! Por impedanca e daljes është shumë e vogël (fraksionet Ohm!). Dalja op-amp fryhet me gjithë fuqinë e saj, duke u përpjekur, sipas rregullit 2, të ruajë të njëjtin potencial në hyrjen invertuese si në atë joinvertuese. Kufizimi i vetëm është rryma e lejueshme e daljes së op-amp.
Por nga ky vend ne do të lëvizim pak anash dhe do të shqyrtojmë çështjen e rrymave të daljes op-amp në pak më shumë detaje.
Për shumicën e op-amp-ave të përdorimit të gjerë, parametrat teknikë tregojnë se rezistenca e ngarkesës së lidhur me daljen e tyre nuk duhet të jetë më pak 2 kΩ. Më shumë - aq sa është e nevojshme. Për një numër shumë më të vogël, është 1 kOhm (K140UD…). Kjo do të thotë se në kushtet më të këqija: tensioni maksimal i furnizimit (për shembull, ± 16 V ose totali 32 V), një ngarkesë e lidhur midis daljes dhe një prej shinave të energjisë dhe tensioni maksimal i daljes me polaritet të kundërt, një tension prej rreth 30 Në ngarkesë do të aplikohet V. rryma përmes saj do të jetë: 30 V / 2000 Ohm = 0,015 A (15 mA). Jo aq pak, por as aq shumë. Për fat të mirë, shumica e amplifikatorëve me qëllime të përgjithshme kanë mbrojtje të integruar nga mbirryma - zakonisht rryma maksimale e daljes 25 mA. Mbrojtja parandalon mbinxehjen dhe dështimin e op-amp.
Nëse tensionet e furnizimit nuk janë maksimumi i lejueshëm, atëherë rezistenca minimale e ngarkesës mund të zvogëlohet proporcionalisht. Për shembull, kur mundësohet nga 7,5 ... 8 V (gjithsej 15 ... 16 V), mund të jetë 1 kOhm.
V) Diferenciale ndezja (Fig. 9).
Oriz. 9 Parimi i funksionimit të op-amp në lidhje diferenciale
Pra, le të themi se me të njëjtat vlera Rin dhe Roos të barabarta me 1 kOhm, të njëjtat tensione të barabarta me +1 V aplikohen në të dy hyrjet e qarkut (Fig. 9, A). Meqenëse potencialet në të dy anët e rezistencës Rin janë të barabarta me njëri-tjetrin (tensioni në të gjithë rezistencën është 0), asnjë rrymë nuk kalon nëpër të. Kjo do të thotë që rryma përmes rezistorit Roos është gjithashtu e barabartë me zero. Kjo do të thotë, këto dy rezistorë nuk kryejnë asnjë funksion. Në fakt, ne në fakt morëm një përsëritës jo-invertues (krahaso me Fig. 8). Prandaj, në dalje marrim të njëjtin tension si në hyrjen jo-invertuese, dmth +1 V. Ndryshoni polaritetin e sinjalit të hyrjes në hyrjen përmbysëse të qarkut (kthesë GB1) dhe aplikoni minus 1 V (Fig. 9, B). Tani një tension prej 2 V aplikohet midis terminaleve Rin dhe një rrymë rrjedh nëpër të Unënë= 2 mA (shpresoj të përshkruaj në detaje, pse kjo nuk është më e nevojshme?). Për të kompensuar këtë rrymë, një rrymë prej 2 mA duhet gjithashtu të rrjedhë përmes Roos. Dhe për këtë, dalja e op-amp duhet të ketë një tension prej +3 V.
Këtu u shfaq "buzëqeshja" keqdashëse e një 1 shtesë në formulën për fitimin e një amplifikuesi jo-invertues. Rezulton se me këtë thjeshtuar Ndërrimi diferencial, diferenca në fitim e zhvendos vazhdimisht sinjalin e daljes nga sasia e potencialit në hyrjen jo-invertuese. Një problem me! Megjithatë, “Edhe nëse jeni ngrënë, ju keni ende të paktën dy opsione”. Kjo do të thotë se ne disi duhet të barazojmë përfitimet e përfshirjeve invertuese dhe jo përmbysëse në mënyrë që të "neutralizojmë" këtë njësi shtesë.
Për ta bërë këtë, le të aplikojmë sinjalin hyrës në hyrjen jo-invertuese jo drejtpërdrejt, por përmes ndarësit Rin2, R1 (Fig. 9, B). Ne gjithashtu do të pranojmë emërtimet e tyre prej 1 kΩ secila. Tani në hyrjen jo-invertuese (dhe për rrjedhojë edhe në invertuese) të op-amp do të ketë një potencial prej +0,5 V, një rrymë do të rrjedhë përmes tij (dhe Roos) Unënë = Unëoos= 0,5 mA, për të cilën dalja e op-amp duhet të ketë një tension të barabartë me 0 V. Ne kemi arritur atë që kemi dashur! Nëse sinjalet në të dy hyrjet e qarkut janë të barabartë në madhësi dhe polaritet (në këtë rast, +1 V, por e njëjta gjë do të jetë e vërtetë për minus 1 V dhe për çdo vlerë tjetër dixhitale), dalja e op-amp do të të mbajë një tension zero të barabartë me diferencën midis sinjaleve të hyrjes ...
Le ta kontrollojmë këtë arsyetim duke aplikuar një sinjal me polaritet negativ minus 1 V në hyrjen përmbysëse (Fig. 9, D). ku Unënë = Unëoos= 2 mA, për të cilën dalja duhet të jetë +2 V. Gjithçka u konfirmua! Niveli i sinjalit të daljes korrespondon me diferencën midis sinjaleve hyrëse.
Sigurisht, nëse Rin1 dhe Roos janë të barabartë (përkatësisht, Rin2 dhe R1), ne nuk do të marrim asnjë përfitim. Për ta bërë këtë, ju duhet të rritni vlerësimet Roos dhe R1, siç u bë në analizën e ndezjeve të mëparshme të sistemit operativ (nuk do ta përsëris), dhe duhet në mënyrë rigoroze raporti vërehet:
Roos / Rin1 = R1 / Rin2. (4)
Pra, çfarë dobie kemi nga një përfshirje e tillë në praktikë? Dhe ne marrim një pronë të mrekullueshme: voltazhi i daljes nuk varet nga vlerat absolute të sinjaleve hyrëse, nëse ato janë të barabarta me njëri-tjetrin në madhësi dhe polaritet. Vetëm sinjali diferencial (diferencial) merret në dalje. Kjo lejon që sinjale shumë të vogla të përforcohen në sfondin e interferencës që vepron në mënyrë të barabartë në të dy hyrjet. Për shembull, një sinjal nga një mikrofon dinamik në sfondin e një marrjeje rrjeti industrial të frekuencës 50 Hz.
Megjithatë, për fat të keq, në këtë fuçi me mjaltë ka një mizë në vaj. Së pari, barazia (4) duhet të respektohet shumë rreptësisht (deri në të dhjetat dhe ndonjëherë edhe të qindtat e përqindjes!). Përndryshe, do të ketë një çekuilibër të rrymave që veprojnë në qark, dhe për këtë arsye, përveç sinjaleve të diferencës ("antifazë"), sinjalet e kombinuara ("në fazë") gjithashtu do të përforcohen.
Le të kuptojmë thelbin e këtyre termave (Fig. 10).
Oriz. 10 Zhvendosja fazore e sinjalit
Faza e sinjalit është një vlerë që karakterizon kompensimin e origjinës së periudhës së sinjalit në lidhje me origjinën e kohës. Meqenëse si origjina kohore ashtu edhe origjina e periudhës zgjidhen rastësisht, faza e një periodike sinjali nuk ka kuptim fizik. Megjithatë, diferenca fazore e të dyjave periodike sinjalet janë një sasi që ka një kuptim fizik, ajo pasqyron vonesën e njërit prej sinjaleve në raport me tjetrin. Ajo që konsiderohet fillimi i periudhës nuk ka rëndësi. Pika e fillimit të periudhës mund të merret si zero me një pjerrësi pozitive. Ju mundeni - maksimumi. Gjithçka është në fuqinë tonë.
Në Fig. 9 e kuqja tregon sinjalin origjinal, jeshile - e zhvendosur me ¼ periudhë në krahasim me origjinalin, dhe blu - me ½ periudhë. Nëse krahasojmë kurbat e kuqe dhe blu me kthesat në Fig. 2, B, atëherë mund të shihni se ato janë reciproke anasjelltas... Kështu, "sinjalet në fazë" janë sinjale që përkojnë me njëri-tjetrin në secilën pikë, dhe "sinjalet antifazë" janë anasjelltas në lidhje me njëri-tjetrin.
Në të njëjtën kohë, koncepti përmbysjet më i gjerë se koncepti faza që nga viti kjo e fundit vlen vetëm për sinjalet periodike që përsëriten rregullisht. Dhe koncepti përmbysjet i zbatueshëm për çdo sinjal, duke përfshirë ato jo periodike, të tilla si një sinjal zanor, një sekuencë dixhitale ose një tension konstant. për të faza ishte një vlerë konsistente, sinjali duhet të jetë periodik të paktën për disa intervale. Përndryshe, edhe faza edhe periudha kthehen në abstraksione matematikore.
Së dyti, hyrjet invertuese dhe jo invertuese në lidhjen diferenciale me vlerësime të barabarta Roos = R1 dhe Rin1 = Rin2 do të kenë rezistenca të ndryshme hyrëse. Nëse rezistenca e hyrjes së hyrjes përmbysëse përcaktohet vetëm nga vlerësimi i Rin1, atëherë hyrja jo-invertuese përcaktohet nga vlerësimet në mënyrë të vazhdueshme ndezur Rin2 dhe R1 (a nuk keni harruar që hyrjet e op-amp nuk konsumojnë rrymë?). Në shembullin e mësipërm, ato do të jenë përkatësisht 1 dhe 2 kΩ. Dhe nëse rrisim Roos dhe R1 për të marrë një fazë të plotë të amplifikatorit, atëherë diferenca do të rritet edhe më shumë: me Ku = 10 - deri në, përkatësisht, të njëjtat 1 kOhm dhe sa 11 kOhm!
Fatkeqësisht, në praktikë, ata zakonisht vendosin emërtimet Rin1 = Rin2 dhe Roos = R1. Megjithatë, kjo është e pranueshme vetëm nëse burimet e sinjalit për të dy hyrjet janë shumë të ulëta. impedanca e daljes... Përndryshe, ai formon një ndarës me impedancën hyrëse të kësaj faze të amplifikatorit, dhe meqenëse raporti i ndarjes së "ndarësve" të tillë do të jetë i ndryshëm, rezultati është i dukshëm: një përforcues diferencial me vlerësime të tilla të rezistencës nuk do të kryejë funksionin e tij të shtypjes së përbashkët- sinjale të modalitetit (të kombinuara), ose e kryejnë këtë funksion dobët ...
Një nga mënyrat për të zgjidhur këtë problem mund të jetë pabarazia e vlerave të rezistorëve të lidhur me hyrjet invertuese dhe jo-invertuese të op-amp. Domethënë, që Rin2 + R1 = Rin1. Një pikë tjetër e rëndësishme është arritja e respektimit të saktë të barazisë (4). Si rregull, kjo arrihet duke e ndarë R1 në dy rezistorë - një konstante, zakonisht 90% e vlerësimit të kërkuar dhe një variabël (R2), rezistenca e së cilës është 20% e vlerësimit të kërkuar (Fig. 11, A).
Oriz. 11 Opsionet e balancimit të amplifikatorit diferencial
Mënyra është përgjithësisht e pranuar, por përsëri, me këtë metodë balancimi, megjithëse pak, por ndryshon rezistenca e hyrjes së hyrjes jo përmbysëse. Shumë më i qëndrueshëm është varianti me përfshirjen e një rezistence prerëse (R5) në seri me Roos (Fig. 11, B), pasi Roos nuk merr pjesë në formimin e rezistencës hyrëse të hyrjes përmbysëse. Gjëja kryesore është të ruani raportin e emërtimeve të tyre, të ngjashme me opsionin "A" (Roos / Rin1 = R1 / Rin2).
Sapo folëm për ndërrimin diferencial dhe përmendëm përsëritësit, do të doja të përshkruaj një qark interesant (Fig. 12).
Oriz. 12 Qarku përsëritës invertues/joinvertues i ndërruar
Sinjali i hyrjes aplikohet njëkohësisht në të dy hyrjet e qarkut (invertues dhe joinvertues). Vlerësimet e të gjithë rezistorëve (Rin1, Rin2 dhe Roos) janë të barabarta me njëri-tjetrin (në këtë rast, le të marrim vlerat e tyre reale: 10 ... 100 kOhm). Hyrja jo-invertuese e op-amp me çelës SA mund të mbyllet në autobusin e zakonshëm.
Në pozicionin e mbyllur të çelësit (Fig. 12, A), rezistenca Rin2 nuk merr pjesë në funksionimin e qarkut (vetëm rryma rrjedh nëpër të "pa dobi" Unënë 2 nga burimi i sinjalit në autobusin e përbashkët). marrim përsëritës invertues me një fitim të barabartë me minus 1 (shih Fig. 6). Por me pozicionin e hapur të çelësit SA (Fig. 12, B) marrim përsëritës jo invertues me një fitim +1.
Parimi i funksionimit të këtij qarku mund të shprehet në një mënyrë paksa të ndryshme. Kur çelësi SA është i mbyllur, ai funksionon si një përforcues invertues me një fitim të barabartë me minus 1, dhe kur është i hapur, funksionon si njëkohësisht(!) dhe si përforcues invertues me fitim, minus 1, dhe si përforcues jo invertues me fitim +2, prej nga: Ku = +2 + (–1) = +1.
Në këtë formë, ky qark mund të përdoret nëse, për shembull, në fazën e projektimit, polariteti i sinjalit të hyrjes është i panjohur (të themi, nga një sensor që nuk është i aksesueshëm përpara se të filloni konfigurimin e pajisjes). Nëse, megjithatë, një transistor (për shembull, efekti në terren) përdoret si çelës, i kontrolluar nga sinjali i hyrjes duke përdorur krahasues(do të flasim për të më poshtë), atëherë marrim detektor sinkron(ndreqës sinkron). Zbatimi specifik i një skeme të tillë, natyrisht, shkon përtej njohjes fillestare me funksionimin e op-amp dhe ne nuk do ta shqyrtojmë më në detaje këtu.
Dhe tani le të shohim parimin e përmbledhjes së sinjaleve hyrëse (Fig. 13, A), dhe në të njëjtën kohë të kuptojmë se cilat vlera të rezistorëve Rin dhe Roos duhet të jenë në realitet.
Oriz. 13 Parimi i funksionimit të grumbulluesit invertues
Ne marrim si bazë përforcuesin invertues të diskutuar tashmë më lart (Fig. 5), vetëm ne lidhim jo një, por dy rezistorë hyrës Rin1 dhe Rin2 në hyrjen e op-amp. Deri më tani, për qëllime "edukative", marrim rezistencat e të gjithë rezistorëve, përfshirë Roos, të barabartë me 1 kOhm. Ne furnizojmë sinjale hyrëse të barabarta me +1 V në terminalet e majtë Rin1 dhe Rin2. Rryma të barabarta me 1 mA rrjedhin nëpër këto rezistorë (treguar nga shigjetat që tregojnë nga e majta në të djathtë). Për të ruajtur të njëjtin potencial në hyrjen invertuese si në hyrjen jo-invertuese (0 V), një rrymë e barabartë me shumën e rrymave hyrëse (1 mA +1 mA = 2 mA) duhet të rrjedhë përmes rezistencës Roos, e treguar nga shigjeta që tregon në drejtim të kundërt (nga e djathta në të majtë), për të cilën duhet të ketë një tension prej minus 2 V në daljen e op-amp.
I njëjti rezultat (tensioni i daljes minus 2 V) mund të merret nëse në hyrjen e amplifikatorit invertues aplikohet +2 V (Fig. 5), ose vlera e Rin përgjysmohet, dmth. deri në 500 ohmë. Le të rrisim tensionin e aplikuar në rezistencën Rin2 në +2 V (Fig. 13, B). Në dalje, marrim një tension prej minus 3 V, i cili është i barabartë me shumën e tensioneve të hyrjes.
Nuk mund të ketë dy hyrje, por sa të doni. Parimi i funksionimit të këtij qarku nuk do të ndryshojë nga kjo: voltazhi i daljes në çdo rast do të jetë drejtpërdrejt proporcional me shumën algjebrike (duke marrë parasysh shenjën!) Të rrymave që kalojnë nëpër rezistorët e lidhur me hyrjen invertuese të op. -amp (në përpjesëtim të zhdrejtë me vlerësimet e tyre), pavarësisht nga numri i tyre.
Nëse, megjithatë, sinjale të barabarta me +1 V dhe minus 1 V aplikohen në hyrjet e grumbulluesit përmbysës (Fig. 13, B), atëherë rrymat që rrjedhin nëpër to do të jenë në drejtime të kundërta, ato do të kompensojnë reciprokisht dhe dalja do të jetë 0 V. Përmes rezistencës Roos në këtë rast nuk do të rrjedhë rrymë. Me fjalë të tjera, rryma që rrjedh nëpër Roos përmblidhet algjebrikisht me hyrje rrymat.
Kjo krijon gjithashtu një pikë të rëndësishme: ndërsa ne operonim me tensione të vogla hyrëse (1 ... 3 V), dalja e një op-amp për përdorim të gjerë mund të sigurojë një rrymë të tillë (1 ... 3 mA) për Roos dhe diçka tjetër mbetën për ngarkesën e lidhur me daljen e op-amp. Por nëse tensioni i sinjaleve hyrëse rritet në maksimum të lejueshëm (afër tensionit të furnizimit), atëherë rezulton se e gjithë rryma e daljes do të shkojë në Roos. Nuk do të mbetet asgjë për ngarkesën. Kush ka nevojë për një fazë amplifikatori që funksionon "për vete"? Për më tepër, vlerat e rezistencës hyrëse prej vetëm 1 kΩ (përkatësisht, duke përcaktuar rezistencën hyrëse të fazës së amplifikatorit përmbysës) kërkojnë rryma tepër të larta që të rrjedhin nëpër to, të cilat ngarkojnë shumë burimin e sinjalit. Prandaj, në qarqet reale, rezistenca Rin zgjidhet të paktën 10 kOhm, por mundësisht jo më shumë se 100 kOhm, në mënyrë që në një faktor të caktuar fitimi, Roos të mos vendoset shumë lart. Edhe pse këto vlera nuk janë absolute, por vetëm të përafërta, siç thonë ata, "në përafrimin e parë" - gjithçka varet nga skema specifike. Në çdo rast, është e padëshirueshme që një rrymë të rrjedhë përmes Roos mbi 5 ... 10% të rrymës maksimale të daljes së këtij op-amp të veçantë.
Sinjalet e përmbledhura mund të aplikohen gjithashtu në hyrjen jo-invertuese. Doli qe grumbullues jo invertues... Në parim, një qark i tillë do të funksionojë saktësisht në të njëjtën mënyrë si një grumbullues invertues, dalja e të cilit do të jetë një sinjal që është drejtpërdrejt proporcional me tensionet e hyrjes dhe në përpjesëtim të kundërt me vlerat e rezistorëve të hyrjes. Megjithatë, në praktikë, përdoret shumë më rrallë, sepse përmban "rake" që duhet të merren parasysh.
Meqenëse rregulli 2 është i vlefshëm vetëm për hyrjen invertuese, mbi të cilën vepron "potenciali virtual zero", atëherë hyrja joinvertuese do të ketë një potencial të barabartë me shumën algjebrike të tensioneve hyrëse. Prandaj, voltazhi i hyrjes i disponueshëm në njërën nga hyrjet do të ndikojë në tensionin e aplikuar në hyrjet e tjera. Nuk ka "potencial virtual" në hyrjen jo-invertuese! Si rezultat, duhet të zbatohen truket shtesë të qarkut.
Deri më tani, ne kemi konsideruar qarqe në një OA me OOS. Dhe çfarë nëse reagimet hiqen fare? Në këtë rast, marrim krahasues(Fig. 14), dmth, një pajisje që krahason në vlerë absolute dy potenciale në hyrjet e saj (nga fjala angleze krahasojnë- krahaso). Në daljen e tij, do të ketë një tension që i afrohet njërit prej tensioneve të furnizimit, varësisht se cili nga sinjalet është më i madh se tjetri. Në mënyrë tipike, një sinjal hyrës aplikohet në njërën nga hyrjet, dhe në tjetrin, një tension DC me të cilin krahasohet (i ashtuquajturi "tension referencë"). Mund të jetë çdo, duke përfshirë të barabartë me potencialin zero (Fig. 14, B).
Oriz. 14 Skema e ndezjes së op-amp si krahasues
Sidoqoftë, jo gjithçka është aq mirë "në Mbretërinë Daneze" ... Por çfarë ndodh nëse voltazhi midis hyrjeve është zero? Në teori, prodhimi gjithashtu duhet të jetë zero, por në realitet - kurrë... Nëse potenciali në njërën nga hyrjet tejkalon edhe pak potencialin e tjetrit, atëherë kjo tashmë do të jetë e mjaftueshme për rritje kaotike të tensionit në dalje për shkak të shqetësimeve të rastësishme të shkaktuara në hyrjet e krahasuesit.
Në realitet, çdo sinjal është "i zhurmshëm", sepse nuk mund të ketë ideal sipas definicionit. Dhe në rajonin afër pikës së barazisë së potencialeve të hyrjeve, një shpërthim sinjalesh dalëse do të shfaqet në daljen e krahasuesit në vend të një ndërrimi të qartë. Për të luftuar këtë fenomen, shpesh futet qarku i krahasuesit histereza duke krijuar një PIC të dobët pozitive nga dalja në hyrjen jo-invertuese (Fig. 15).
Oriz. 15 Parimi i funksionimit të histerezës në krahasues për shkak të PIC
Le të analizojmë funksionimin e kësaj skeme. Tensionet e tij të furnizimit janë ± 10 V (për numërim të barabartë). Rezistenca Rin është 1 kOhm, dhe Rpos është 10 kOhm. Potenciali i pikës qendrore zgjidhet si tension referencë i furnizuar në hyrjen përmbysëse. Kurba e kuqe tregon sinjalin hyrës që mbërrin në pinin e majtë Rin (hyrje skema krahasues), blu - potenciali në hyrjen jo-invertuese të op-amp dhe jeshile - sinjali i daljes.
Ndërsa sinjali i hyrjes ka polaritet negativ, dalja është tension negativ, i cili përmes Rpos i shtohet tensionit të hyrjes në përpjesëtim të zhdrejtë me vlerat e rezistorëve përkatës. Si rezultat, potenciali i hyrjes jo-invertuese në të gjithë gamën e vlerave negative është 1 V (vlera absolute) më e lartë se niveli i sinjalit të hyrjes. Sapo potenciali i hyrjes jo-invertuese të jetë i barabartë me potencialin e atij invertues (për sinjalin hyrës do të jetë + 1 V), voltazhi në daljen e op-amp do të fillojë të kalojë nga polariteti negativ në pozitiv. Potenciali total në hyrjen jo-invertuese do të fillojë orteku bëhen edhe më pozitive duke mbështetur këtë proces ndërrimi. Si rezultat, krahasuesi thjesht nuk do të "vënë re" luhatje të parëndësishme të zhurmës së sinjaleve hyrëse dhe referencës, pasi ato do të jenë shumë renditje të madhësisë më të vogla në amplitudë sesa "hapi" i përshkruar i potencialit në hyrjen jo-invertuese gjatë ndërrimit. .
Kur sinjali i hyrjes zvogëlohet, ndërrimi i kundërt i sinjalit dalës të krahasuesit do të ndodhë në tensionin e hyrjes minus 1 V. Ky është ndryshimi midis niveleve të sinjalit hyrës që çon në ndërrimin e daljes së krahasuesit, i cili në rastin tonë është i barabartë me një gjithsej 2 V, dhe quhet histereza... Sa më e madhe të jetë rezistenca Rpos në raport me Rin (sa më e vogël të jetë thellësia PIC), aq më e vogël është histereza e ndërrimit. Pra, me Rpos = 100 kΩ do të jetë vetëm 0,2 V, dhe me Rpos = 1 MΩ - 0,02 V (20 mV). Hysteresis (thellësia PIC) zgjidhet bazuar në kushtet aktuale të funksionimit të krahasuesit në një qark të veçantë. Në cilën dhe 10 mV do të jetë shumë, dhe në të cilën - dhe 2 V nuk është e mjaftueshme.
Fatkeqësisht, jo çdo op-amp dhe jo në të gjitha rastet mund të përdoret si krahasues. Mikroqarqet e specializuara krahasuese janë të disponueshme për përputhjen midis sinjaleve analoge dhe dixhitale. Disa prej tyre janë të specializuar për lidhjen me mikroqarqet dixhitale TTL (597CA2), disa - me mikroqarqet dixhitale ECL (597CA1), por shumica janë të ashtuquajturat. "Krahasuesit e aplikimit të gjerë" (LM393 / LM339 / K554CA3 / K597CA3). Dallimi i tyre kryesor nga op-amp qëndron në pajisjen speciale të fazës së daljes, e cila është bërë në një transistor kolektor të hapur (Fig. 16).
Oriz. 16 Faza e daljes për krahasuesit e qëllimeve të përgjithshme
dhe lidhja e tij me rezistencën tërheqëse
Kjo kërkon përdorimin e detyrueshëm të një të jashtme rezistencë e ngarkesës(R1), pa të cilin sinjali i daljes thjesht fizikisht nuk është në gjendje të formojë një nivel të lartë (pozitiv) daljeje. Tensioni + U2, me të cilin është lidhur rezistenca e ngarkesës, mund të jetë i ndryshëm nga tensioni i furnizimit + U1 i vetë mikroqarkut krahasues. Kjo ju lejon të siguroni nivelin e dëshiruar të sinjalit të daljes me mjete të thjeshta - qoftë TTL ose CMOS.
shënim Në shumicën e krahasuesve, një shembull i të cilit mund të jetë LM393 i dyfishtë (LM193 / LM293) ose saktësisht i njëjti qark, por LM339 i katërfishtë (LM139 / LM239), emetuesi i transistorit të fazës së daljes është i lidhur me terminalin negativ të furnizimit me energji elektrike, i cili disi kufizon shtrirjen e tyre. Në lidhje me këtë, unë do të doja të tërhiqja vëmendjen tuaj për krahasuesin LM31 (LM111 / LM211), një analog i të cilit është shtëpiak 521 / 554CA3, në të cilin si kolektori ashtu edhe emetuesi i tranzistorit të daljes nxirren veçmas, i cili mund të lidhet me tensione të tjera përveç tensionit të furnizimit të vetë krahasuesit. Disavantazhi i vetëm dhe relativ i tij është se është vetëm një në një paketë me 8 kunja (nganjëherë në 14 kunja). |
Deri më tani kemi marrë në konsideratë qarqet në të cilat sinjali hyrës ka ardhur në hyrje (të) përmes Rin, d.m.th. ishin të gjithë konvertuesit hyrje tension në fundjavë tensionit e njëjta. Në këtë rast, rryma hyrëse kalonte nëpër Rin. Dhe çfarë do të ndodhë nëse rezistenca e tij merret e barabartë me zero? Qarku do të funksionojë në të njëjtën mënyrë si përforcuesi invertues i diskutuar më sipër, vetëm rezistenca e daljes së burimit të sinjalit (Rout) do të shërbejë si Rin, dhe marrim konvertues hyrje aktuale v fundjavë tensionit(Fig. 17).
Oriz. 17 Qarku i konvertuesit të rrymës në tension në op-amp
Meqenëse potenciali në hyrjen invertuese është i njëjtë si në hyrjen jo-invertuese (në këtë rast është i barabartë me "zero virtuale"), e gjithë rryma hyrëse ( Unënë) do të rrjedhë përmes Roos midis daljes së burimit të sinjalit (G) dhe daljes së op-amp. Rezistenca e hyrjes së një qarku të tillë është afër zeros, gjë që bën të mundur ndërtimin e mikro / miliammetrave në bazë të tij, të cilat praktikisht nuk ndikojnë në rrymën që rrjedh nëpër qarkun e matur. Ndoshta kufizimi i vetëm është diapazoni i lejueshëm i tensionit të hyrjes së op-amp, i cili nuk duhet të tejkalohet. Mund të përdoret gjithashtu për të ndërtuar, për shembull, një konvertues linear fotodiodë rryme në tension dhe shumë qarqe të tjera.
Ne shqyrtuam parimet themelore të funksionimit të një op-amp në skema të ndryshme të përfshirjes së tij. Mbetet një pyetje e rëndësishme: e tyre të ushqyerit.
Siç u tha më lart, një op-amp zakonisht ka vetëm 5 kunja: dy hyrje, një dalje dhe dy kunja furnizimi, pozitive dhe negative. Në rastin e përgjithshëm, përdoret një furnizim me energji bipolare, domethënë, furnizimi me energji elektrike ka tre terminale me potenciale: + U; 0; – U.
Edhe një herë, merrni parasysh me kujdes të gjitha figurat e mësipërme dhe shikoni që një dalje e veçantë e pikës së mesit në op-amp NR ! Që qarku i tyre i brendshëm të funksionojë, thjesht nuk është i nevojshëm. Në disa qarqe, një hyrje jo-invertuese ishte e lidhur me pikën e mesit, megjithatë, ky nuk është një rregull.
Prandaj, dërrmuese shumicë op-amps moderne janë krijuar për të furnizuar UNIPOLAR tension! Shtrohet një pyetje e natyrshme: "Pse atëherë kemi nevojë për ushqim bipolar" nëse e përshkruanim me kaq këmbëngulje dhe me qëndrueshmëri të lakmueshme në vizatime?
Rezulton se është thjesht shumë komode për qëllime praktike për arsyet e mëposhtme:
A) Për të siguruar lëkundje të mjaftueshme të rrymës dhe tensionit të daljes përgjatë ngarkesës (Fig. 18).
Oriz. 18 Rrjedha e rrymës së daljes përmes ngarkesës me opsione të ndryshme të furnizimit me op-amp
Tani për tani, ne nuk do të marrim parasysh qarqet hyrëse (dhe OOS) të qarqeve të paraqitura në figurë ("kutia e zezë"). Le ta marrim të mirëqenë se një lloj sinjali sinusoidal hyrës (sinusoid i zi në grafikë) futet në hyrje dhe dalja është i njëjti sinjal sinusoidal, i përforcuar në lidhje me sinusoidin e ngjyrës hyrëse në grafikë).
Kur ngarkesa është e lidhur Rload. midis daljes së op-amp dhe pikës së mesit të lidhjes së furnizimit me energji elektrike (GB1 dhe GB2) - Fig. 18, A, rryma përmes ngarkesës rrjedh në mënyrë simetrike rreth pikës së mesit (përkatësisht, gjysmëvalët e kuqe dhe blu), dhe amplituda e saj është maksimale dhe amplituda e tensionit në Rload. gjithashtu maksimumin e mundshëm - mund të arrijë pothuajse tensionet e furnizimit. Rryma nga furnizimi me energji elektrike e polaritetit përkatës mbyllet përmes op-amp, Rload. dhe një furnizim me energji elektrike (vijat e kuqe dhe blu që tregojnë rrjedhjen e rrymës në drejtimin përkatës).
Meqenëse rezistenca e brendshme e furnizimit me energji op-amp është shumë e vogël, rryma përmes ngarkesës kufizohet vetëm nga rezistenca e saj dhe rryma maksimale e daljes së op-amp, e cila është zakonisht 25 mA.
Kur op-amp furnizohet me një tension unipolar, cilësia autobus i përbashkët zakonisht zgjidhet poli negativ (minus) i furnizimit me energji elektrike, me të cilin lidhet dalja e ngarkesës së dytë (Fig. 18, B). Tani rryma përmes ngarkesës mund të rrjedhë vetëm në një drejtim (treguar nga vija e kuqe), drejtimi i dytë thjesht nuk ka nga të vijë. Me fjalë të tjera, rryma përmes ngarkesës bëhet asimetrike (pulsuese).
Është e pamundur të thuhet pa mëdyshje se ky opsion është i keq. Nëse ngarkesa është, të themi, një kokë dinamike, atëherë kjo është padyshim e keqe për të. Sidoqoftë, ka shumë aplikime kur lidhja e një ngarkese midis daljes së op-amp dhe një prej shinave të fuqisë (zakonisht polariteti negativ) nuk është vetëm i pranueshëm, por edhe i vetmi i mundshëm.
Nëse, megjithatë, është e nevojshme të sigurohet simetria e rrjedhës së rrymës përmes ngarkesës me një furnizim me energji unipolare, atëherë është e nevojshme ta izoloni atë në mënyrë galvanike nga dalja e op-amp me një kondensator galvanik C1 (Fig. 18, B).
B) Për të siguruar rrymën e kërkuar të hyrjes përmbysëse, si dhe lidhjet sinjale hyrëse për disa në mënyrë arbitrare zgjedhur niveli, pranuar për referencën (zero) - vendosja e mënyrës së funksionimit të OS me rrymë të vazhdueshme (Fig. 19).
Oriz. 19 Lidhja e një burimi sinjali hyrës me opsione të ndryshme të furnizimit me energji op-amp
Tani le të shqyrtojmë opsionet për lidhjen e burimeve të hyrjes, duke përjashtuar lidhjen e ngarkesës nga shqyrtimi.
Lidhja e hyrjeve invertuese dhe jo invertuese me pikën e mesit të lidhjes së furnizimit me energji (Fig. 19, A) është marrë parasysh gjatë analizimit të diagrameve të mëparshme. Nëse hyrja jo-invertuese nuk konsumon rrymë dhe thjesht pranon potencialin e pikës së mesit, atëherë përmes burimit të sinjalit (G) dhe Rin, të lidhur në seri, rryma rrjedh, duke u mbyllur përmes burimit përkatës të energjisë! Dhe meqenëse rezistenca e tyre e brendshme është e papërfillshme në krahasim me rrymën hyrëse (shumë urdhra të madhësisë më pak se Rin), atëherë praktikisht nuk ka asnjë efekt në tensionin e furnizimit.
Kështu, me një furnizim me energji unipolare të op-amp, është e mundur të formohet mjaft qetë potenciali i furnizuar në hyrjen e tij jo-invertuese duke përdorur ndarësin R1R2 (Fig. 19, B, C). Vlerësimet tipike të rezistencës së këtij ndarësi janë 10 ... 100 kΩ, dhe është shumë e dëshirueshme që ajo e poshtme (e lidhur me një autobus të zakonshëm negativ) të kalohet me një kondensator me 10 ... 22 μF në mënyrë që të zvogëlohet ndjeshëm efekti i valëzim tensionit të furnizimit në potencialin e tillë artificiale pika e mesit.
Por është shumë e padëshirueshme të lidhni burimin e sinjalit (G) me këtë mes artificiale për shkak të së njëjtës rrymë hyrëse. Le të vlerësojmë. Edhe me vlerësimet e ndarësit R1R2 = 10 kOhm dhe Rin = 10 ... 100 kOhm, rryma hyrëse Unënë do të jetë në rastin më të mirë 1/10, dhe në rastin më të keq - deri në 100% të rrymës që kalon përmes ndarësit. Rrjedhimisht, potenciali në hyrjen jo-invertuese në kombinim (në fazë) me sinjalin hyrës do të "notojë" me të njëjtën sasi.
Për të eliminuar ndikimin e ndërsjellë të hyrjeve mbi njëri-tjetrin gjatë amplifikimit të sinjaleve DC me një kyçje të tillë, duhet të organizohet një potencial i veçantë i mesit artificial të formuar nga rezistorët R3R4 (Fig. 19, B) për burimin e sinjalit, ose, nëse sinjali AC përforcohet, burimi i sinjalit duhet të izolohet në mënyrë galvanike nga kondensatori i hyrjes përmbysëse C2 (Fig. 19, B).
Duhet të theksohet se në diagramet e mësipërme (Fig. 18, 19), ne supozuam si parazgjedhje se sinjali i daljes duhet të jetë simetrik ose në mes të pikës së furnizimit me energji elektrike ose me një mes artificial. Në realitet, kjo nuk është gjithmonë e nevojshme. Shumë shpesh, ju dëshironi që sinjali i daljes të ketë kryesisht polaritet pozitiv ose negativ. Prandaj, nuk është aspak e nevojshme që polaritetet pozitive dhe negative të furnizimit me energji elektrike të jenë të barabarta në vlerë absolute. Njëri prej tyre mund të jetë dukshëm më i vogël në vlerë absolute se tjetri - vetëm për të siguruar funksionimin normal të op-amp.
Lind një pyetje e natyrshme: "Si saktësisht?" Për t'iu përgjigjur kësaj, le të shqyrtojmë shkurtimisht diapazonin e lejueshëm të tensionit të sinjaleve hyrëse dhe dalëse të op-amp.
Për çdo op-amp, potenciali i daljes nuk mund të jetë më i lartë se hekurudha e furnizimit pozitiv dhe më e ulët se hekurudha negative e furnizimit. Me fjalë të tjera, voltazhi i daljes nuk mund të shkojë përtej tensioneve të furnizimit. Për shembull, për amplifikatorin optik OPA277, voltazhi i daljes me rezistencë ndaj ngarkesës 10 kΩ është më i vogël se hekurudha e furnizimit pozitiv me 2 V dhe hekurudha negative e furnizimit me 0,5 V. Gjerësia e këtyre "zonave të vdekura" të tensionit të daljes , të cilin dalja op-amp nuk mund ta arrijë, varet nga faktorët e serisë si qarku i fazës së daljes, rezistenca e ngarkesës, etj.). Ka operativë që kanë zona minimale të vdekura, për shembull, 50 mV deri në tensionin e hekurudhës së furnizimit me ngarkesë 10 kΩ (për OPA340), kjo veçori quhet rail-to-rail (R2R).
Nga ana tjetër, për op-amps me përdorim të gjerë, sinjalet e hyrjes gjithashtu nuk duhet të kalojnë tensionin e furnizimit, dhe për disa - më pak se ata me 1.5 ... 2 V. Megjithatë, ka op-amp me qark specifik e fazës hyrëse (për shembull, i njëjti LM358 / LM324), i cili mund të funksionojë jo vetëm nga niveli i furnizimit negativ me energji elektrike, por edhe "minus" atë me 0,3 V, gjë që lehtëson shumë përdorimin e tyre me furnizimin me energji unipolare me një të përbashkët autobus negativ.
Më në fund le t'i shikojmë dhe ndjejmë këto "merimangat". Mund edhe të nuhasësh dhe të lëpish. Unë jap leje. Konsideroni opsionet e tyre më të zakonshme të disponueshme për amatorët e radios fillestare. Për më tepër, nëse duhet të shkydhni op-amp nga pajisjet e vjetra.
Për op-amp të modeleve të vjetra, pa dështuar që kërkonin qarqe të jashtme për korrigjimin e frekuencës, për të parandaluar vetë-ngacmimin, ishte karakteristike prania e plumbave shtesë. Për shkak të kësaj, disa operativë as nuk "përshtateshin" në një paketë me 8 plumba (Fig. 20, A) dhe u bënë në ato prej metali-xhami të rrumbullakët me 12 plumba, për shembull, K140UD1, K140UD2, K140UD5 (Fig. 20, B) ose c paketa DIP me 14 kunja, për shembull, K140UD20, K157UD2 (Fig. 20, B). Shkurtesa DIP është një shkurtim i shprehjes angleze "Dual In line Package" dhe përkthehet si "paketë me dy anë".
Një kuti e rrumbullakët prej metali-xhami (Fig. 20, A, B) u përdor si kryesore për op-amps të importuar deri rreth mesit të viteve '70, dhe për op-amps vendas - deri në mesin e viteve '80 dhe tani përdoret për i ashtuquajturi. Aplikimet "Ushtarake" ("Pranimi i 5-të").
Ndonjëherë amplifikatorët vendas vendoseshin në paketa aktualisht mjaft "ekzotike": xham metal-drejtkëndor me 15 plumba për hibridin K284UD1 (Fig. 20, D), në të cilin çelësi është një plumb shtesë i 15-të nga paketa, dhe të tjera. Vërtetë, unë personalisht nuk kam takuar kurrë pako planare me 14 kunja (Fig. 20, D) për të akomoduar amplifikatorët operativë. Ato u përdorën për mikroqarqe dixhitale.
Oriz. 20 Strehimet e amplifikatorëve operacionalë vendas
Op-amps moderne, në pjesën më të madhe, përmbajnë qarqe korrigjuese direkt në kristal, gjë që bëri të mundur menaxhimin me një numër minimal kunjash (për shembull - SOT23-5 me 5 pin për një op-amp të vetëm - Fig. 23). Kjo bëri të mundur vendosjen në një paketë të dy ose katër op-amps plotësisht të pavarur (përveç kunjave të zakonshme të energjisë) të bëra në një kristal.
Oriz. 21 strehë plastike me dy rreshta të op-amps modern me montim në dalje (DIP)
Ndonjëherë mund të gjeni op-amp të vendosura në pako me 8 priza me një rresht (Fig. 22) ose me 9 priza (SIP) - K1005UD1. Shkurtesa SIP është një shkurtim i shprehjes angleze "Single In line Package" dhe përkthehet si "paketë e njëanshme".
Oriz. 22 Kuti plastike me një rresht me op-amp të dyfishtë për montim në dalje (SIP-8)
Ato ishin krijuar për të minimizuar gjurmën në tabelë, por për fat të keq, ata ishin vonë: në këtë kohë, paketat SMD (Pajisja e montimit në sipërfaqe) ishin përhapur gjerësisht duke u bashkuar drejtpërdrejt në shiritat e tabelës (Figura 23). Megjithatë, për fillestarët, përdorimi i tyre paraqet vështirësi të konsiderueshme.
Oriz. 23 Mbulesa të op-amps modern të importuar për montim në sipërfaqe (SMD)
Shumë shpesh i njëjti mikroqark mund të "paketohet" nga prodhuesi në raste të ndryshme (Fig. 24).
Oriz. 24 Opsione për vendosjen e të njëjtit mikroqark në raste të ndryshme
Përfundimet e të gjitha mikroqarqeve janë të numëruara në mënyrë sekuenciale, të numëruara nga të ashtuquajturat. "Çelësi" që tregon vendndodhjen e kunjit numër 1. (Fig. 25). V ndonjë nëse e rregulloni rastin me drejtuesit Shtyni, numërimi i tyre në rend rritës shkon kundër në drejtim të akrepave të orës!
Oriz. 25 shtylla përforcuese optike
në ndërtesa të ndryshme (pinout), pamje nga lart;
drejtimi i numërimit tregohet me shigjeta
Në rastet e rrumbullakëta prej metali-xhami, çelësi ka formën e një parvaze anësore (Fig. 25, A, B). Nga vendndodhja e këtij çelësi, janë të mundshme "rake" të mëdha! Në rastet shtëpiake me 8 plumba (302.8), çelësi ndodhet përballë terminalit të parë (Fig. 25, A), dhe në TO-5 të importuar - përballë terminalit të tetë (Fig. 25, B). Në paketimet me 12 plumba, si vendase (302.12) ashtu edhe të importuara, çelësi ndodhet ndërmjet përfundimet e para dhe të 12-të.
Zakonisht, hyrja përmbysëse, si në këllëfet e rrumbullakëta prej xhami dhe DIP, lidhet me kutinë e 2-të, hyrja jo-invertuese në të 3-tën, dalja në të 6-tën, Furnizimi minus me energjinë e Katërt dhe furnizimi me energji elektrike. plus në 7. Megjithatë, ka përjashtime (një "rake" tjetër e mundshme!) Në pjesën e poshtme të OU K140UD8, K574UD1. Në to, numërimi i kunjave zhvendoset një në drejtim të kundërt të akrepave të orës në krahasim me atë të pranuar përgjithësisht për shumicën e llojeve të tjera, d.m.th. ato janë të lidhura me terminalet, si në rastet e importuara (Fig. 25, B), dhe numërimi korrespondon me ato vendase (Fig. 25, A).
Vitet e fundit, pjesa më e madhe e OS "përdorimi shtëpiake" filloi të vendoset në kuti plastike (Fig. 21, 25, V-D). Në këto raste, çelësi është ose një zgavër (pika) përballë kunjit të parë, ose një prerje në fund të kutisë midis kunjave të parë dhe të 8-të (DIP-8) ose të 14-të (DIP-14), ose një kthesë përgjatë gjysma e parë e kunjave (Fig. 21, mes). Numri i kunjave në këto pako shkon gjithashtu kundër në drejtim të akrepave të orës kur shikohet nga lart (me konkluzione nga vetja).
Siç u përmend më lart, amplifikatorët e korrigjuar të brendshëm kanë vetëm pesë kunja, nga të cilat vetëm tre (dy hyrje dhe një dalje) i përkasin secilit operativ individual. Kjo bëri të mundur vendosjen e dy op-amps plotësisht të pavarur (Fig. 25, D) në një makineri në një paketë me 8 plumba, me përjashtim të furnizimit me energji plus dhe minus, të cilat kërkojnë dy priza të tjera, madje edhe katër në një 14 -paketë plumbi (Fig. 25, D). Si rezultat, aktualisht, shumica e op-amps prodhohen të paktën dyfish, për shembull, TL062, TL072, TL082, LM358 të lirë dhe të thjeshtë, etj. Pikërisht e njëjta gjë në strukturën e brendshme, por katërfish - TL064, TL074, TL084 dhe LM324 , respektivisht.
Në lidhje me analogun e brendshëm të LM324 (K1401UD2), ka edhe një "grabitje" më shumë: nëse në LM324, furnizimi me energji plus sillet në pinin e 4-të, dhe minus në të 11-tën, atëherë në K1401UD2, përkundrazi: fuqia plus është sjellë në pinin e 11-të, dhe minus - në 4. Sidoqoftë, ky ndryshim nuk shkakton ndonjë vështirësi me instalime elektrike. Meqenëse nyja e kunjave op-amp është plotësisht simetrike (Fig. 25, E), thjesht duhet ta ktheni kutinë 180 gradë në mënyrë që kunja 1 të zërë vendin e kunjit 8. Dhe kjo eshte e gjitha.
Disa fjalë në lidhje me etiketimin e amplifikatorëve të importuar (dhe jo vetëm të op-amps). Për një numër zhvillimesh të 300 emërtimeve të para dixhitale, ishte zakon të caktohej grupi i cilësisë me shifrën e parë të kodit dixhital. Për shembull, LM158 / LM258 / LM358 op-amp, krahasuesit LM193 / LM293 / LM393, stabilizuesit e rregullueshëm me tre kunja TL117 / TL217 / TL317, etj., janë plotësisht identikë në strukturën e brendshme, por ndryshojnë në diapazonin e funksionimit të temperaturës. Për LM158 (TL117), diapazoni i temperaturës së funksionimit është nga minus 55 në + 125 ... 150 gradë Celsius (i ashtuquajturi diapazoni "luftarak" ose ushtarak), për LM258 (TL217) - nga minus 40 në +85 gradë ( Gama "industriale") dhe për LM358 (TL317) - nga 0 në +70 gradë (varg "familje"). Në të njëjtën kohë, çmimi për to mund të jetë plotësisht në kundërshtim me një gradim të tillë, ose të ndryshojë shumë pak ( mënyra të padepërtueshme të çmimeve!). Kështu që ju mund t'i blini ato me çdo shenjë të disponueshme për xhepin e një fillestari, pa ndjekur veçanërisht tre të parat.
Pas shterimit të treqind shenjave të para dixhitale, grupet e besueshmërisë filluan të shënohen me shkronja, kuptimi i të cilave deshifrohet në fletët e të dhënave (Fleta e të dhënave fjalë për fjalë përkthehet si "tabela e të dhënave") për këta përbërës.
konkluzioni
Pra, ne kemi studiuar "alfabetin" e op-amp, duke kapur pak krahasuesit. Pastaj ju duhet të mësoni se si të bashkoni fjalë, fjali dhe "kompozime" të tëra kuptimplota (skema të zbatueshme) nga këto "gërma".
Fatkeqësisht, "është e pamundur të kapësh pafundësinë". Nëse materiali i paraqitur në këtë artikull ndihmoi për të kuptuar se si funksionojnë këto "kuti të zeza", atëherë thellimi i mëtejshëm në analizën e "mbushjes" së tyre, ndikimin e karakteristikave hyrëse, dalëse dhe kalimtare, është detyrë e një studimi më të avancuar. Informacioni në lidhje me këtë është i detajuar dhe i përshkruar plotësisht në një shumëllojshmëri të literaturës ekzistuese. Siç thoshte gjyshi William i Ockham: "Nuk duhet të shumosh entitete përtej asaj që është e nevojshme". Nuk ka nevojë të përsëritet ajo që tashmë është përshkruar mirë. Thjesht duhet të mos jeni dembel dhe ta lexoni.
11.http: //www.texnic.ru/tools/lekcii/electronika/l6/lek_6.html
Atëherë më lër të marr lejen, me respekt etj., autori Alexey Sokolyuk ()
Përforcuesit operativë janë një nga komponentët kryesorë në pajisjet moderne elektronike analoge. Për shkak të thjeshtësisë së llogaritjeve dhe parametrave të shkëlqyer, amplifikatorët operacionalë janë të lehtë për t'u përdorur. Ata quhen gjithashtu përforcues diferencial sepse mund të amplifikojnë ndryshimin në tensionet e hyrjes.
Përdorimi i amplifikatorëve operacionalë në teknologjinë audio është veçanërisht i popullarizuar për të përforcuar tingullin e altoparlantëve të muzikës.
Përcaktimi në diagrame
Pesë kunja zakonisht dalin nga kutia e amplifikatorit, nga të cilat dy kunja janë hyrje, njëra është dalje, dy të tjerat janë fuqi.
Parimi i funksionimit
Ekzistojnë dy rregulla për t'ju ndihmuar të kuptoni se si funksionon një përforcues operacional:
- Dalja e amplifikatorit operacional tenton të zero diferencën e tensionit nëpër hyrje.
- Hyrja e amplifikatorit nuk konsumon asnjë rrymë.
Hyrja e parë është shënuar "+", quhet jo invertuese. Hyrja e dytë është shënuar me "-" dhe konsiderohet të jetë përmbysëse.
Inputet e amplifikatorit kanë një rezistencë të lartë të quajtur impedancë. Kjo lejon një konsum aktual prej disa nanoamperësh në hyrje. Në hyrje, vlerësohet madhësia e tensioneve. Në varësi të këtij vlerësimi, amplifikatori nxjerr një sinjal të përforcuar.
Fitimi, i cili ndonjëherë arrin një milion, ka një rëndësi të madhe. Kjo do të thotë që nëse në hyrje aplikohet të paktën 1 milivolt, atëherë voltazhi i daljes do të jetë i barabartë me tensionin e furnizimit me energji të amplifikatorit. Prandaj, opamp nuk përdoret pa reagime.
Hyrjet e amplifikatorit funksionojnë sipas parimit të mëposhtëm: nëse voltazhi në hyrjen jo-invertuese është më i lartë se tensioni i hyrjes invertuese, atëherë dalja do të jetë tensioni më i lartë pozitiv. Në situatën e kundërt, prodhimi do të jetë vlera më e madhe negative.
Tensionet negative dhe pozitive në daljen op-amp janë të mundshme për shkak të përdorimit të një furnizimi me energji të ndarë bipolar.
Furnizimi me energji i amplifikatorit operacional
Nëse merrni një bateri të tipit gisht, atëherë ajo ka dy pole: pozitive dhe negative. Nëse poli negativ llogaritet si pikë referimi zero, atëherë poli pozitiv do të tregojë +1,5 V. Kjo mund të shihet nga lidhja.
Merrni dy elementë dhe lidhni ato në seri, ju merrni foton e mëposhtme.
Nëse poli negativ i baterisë së poshtme merret si pika zero, dhe voltazhi matet në polin pozitiv të baterisë së sipërme, atëherë pajisja do të tregojë +10 volt.
Nëse e marrim pikën e mesit midis baterive si zero, atëherë fitohet një burim tensioni bipolar, pasi ekziston një tension i polaritetit pozitiv dhe negativ, përkatësisht i barabartë me +5 volt dhe -5 volt.
Ekzistojnë diagrame të thjeshta të bllokut të fuqisë së ndarë që përdoren në dizajnet e radios amatore.
Qarku mundësohet nga rrjeti familjar. Transformatori zvogëlon rrymën në 30 volt. Dredha-dredha dytësore ka një degë në mes, me ndihmën e së cilës fitohet tension i korrigjuar +15 V dhe -15 V në dalje.
Varietetet
Ekzistojnë disa qarqe të ndryshme op-amp që ia vlen të shqyrtohen në detaje.
Përforcues përmbysës
Kjo është skema bazë. Një tipar i këtij qarku është se opampi karakterizohet, përveç amplifikimit, edhe nga një ndryshim fazor. Shkronja "k" tregon parametrin e fitimit. Grafiku tregon efektin e amplifikatorit në këtë qark.
Ngjyra blu përfaqëson sinjalin hyrës dhe ngjyra e kuqe përfaqëson sinjalin e daljes. Fitimi në këtë rast është: k = 2. Amplituda e sinjalit të daljes është 2 herë më e madhe se ajo e sinjalit hyrës. Dalja e amplifikatorit është e përmbysur, prandaj emri. Përforcuesit operacional përmbysës kanë një qark të thjeshtë:
Këta op-amp janë bërë të njohur për shkak të dizajnit të tyre të thjeshtë. Për të llogaritur fitimin, përdorni formulën:
Kjo tregon se amplifikimi i opamp-it nuk varet nga rezistenca R3, kështu që mund të bëni pa të. Këtu përdoret për mbrojtje.
Amplifikatorë operacionalë jo-invertues
Ky qark është i ngjashëm me atë të mëparshëm, ndryshimi është se sinjali nuk është i përmbysur (i përmbysur). Kjo nënkupton ruajtjen e fazës së sinjalit. Grafiku tregon sinjalin e përforcuar.
Fitimi i amplifikatorit joinvertues është gjithashtu: k = 2. Në hyrje futet një sinjal në formën e një sinusoidi, vetëm amplituda e tij ka ndryshuar në dalje.
Ky qark nuk është më pak i thjeshtë se ai i mëparshmi, ai ka dy rezistenca. Në hyrje, sinjali aplikohet në terminalin pozitiv. Për të llogaritur fitimin, duhet të përdorni formulën:
Nga ajo mund të shihet se fitimi nuk është kurrë më pak se uniteti, pasi sinjali nuk shtypet.
Skema e zbritjes
Ky qark bën të mundur krijimin e një ndryshimi midis dy sinjaleve në hyrje, të cilat mund të përforcohen. Grafiku tregon parimin e funksionimit të qarkut diferencial.
Ky qark përforcues quhet edhe qark zbritës.
Ka një dizajn më kompleks, në kontrast me skemat e diskutuara më parë. Për të llogaritur tensionin e daljes, përdorni formulën:
Ana e majtë e shprehjes (R3 / R1) përcakton fitimin, dhe ana e djathtë (Ua - Ub) është diferenca e tensionit.
Skema e shtimit
Ky quhet një përforcues i integruar. Është e kundërta e skemës së zbritjes. E veçanta e saj është aftësia për të përpunuar më shumë se dy sinjale. Të gjithë përzierësit e zërit funksionojnë në këtë parim.
Ky diagram tregon mundësinë e përmbledhjes së disa sinjaleve. Për të llogaritur tensionin, zbatohet formula:
Qarku integrues
Nëse shtoni një kondensator në qarkun e reagimit, ju merrni një integrues. Kjo është një pajisje tjetër që përdor amplifikatorë operacionalë.
Qarku integrues është i ngjashëm me një përforcues invertues, me shtimin e kapacitetit në reagim. Kjo çon në një varësi të funksionimit të sistemit nga frekuenca e sinjalit të hyrjes.
Integruesi karakterizohet nga një tipar interesant i tranzicionit midis sinjaleve: së pari, një sinjal drejtkëndor shndërrohet në një sinjal trekëndor, pastaj shndërrohet në një sinusoidal. Fitimi llogaritet duke përdorur formulën:
Në këtë formulë, ndryshorja ω = 2 π f rritet me rritjen e frekuencës, prandaj, sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më e ulët është fitimi. Prandaj, integruesi mund të veprojë si një filtër aktiv i kalimit të ulët.
Qarku diferencues
Në këtë skemë, situata është e kundërt. Një kapacitet është i lidhur në hyrje dhe një rezistencë lidhet në reagim.
Duke gjykuar nga emri i qarkut, parimi i tij i funksionimit qëndron në ndryshim. Sa më e lartë të jetë shkalla e ndryshimit të sinjalit, aq më e madhe është vlera e fitimit. Ky parametër ju lejon të krijoni filtra aktivë për frekuencë të lartë.
Fitimi për diferencuesin llogaritet duke përdorur formulën:
Kjo shprehje është e kundërt me atë të integruesit. Fitimi rritet në drejtim negativ me rritjen e frekuencës.
Krahasues analog
Pajisja krahasuese krahason dy vlerat e tensionit dhe konverton sinjalin në një vlerë të ulët ose të lartë në dalje, në varësi të gjendjes së tensionit. Ky sistem përfshin elektronikë dixhitale dhe analoge.
Një tipar i këtij sistemi është mungesa e reagimeve në versionin kryesor. Kjo do të thotë që rezistenca e lakut është shumë e lartë.
Një sinjal i jepet hyrjes pozitive, dhe tensioni kryesor aplikohet në hyrjen negative, e cila vendoset nga një potenciometër. Për shkak të mungesës së reagimeve, fitimi priret në pafundësi.
Kur voltazhi në hyrje tejkalon vlerën e tensionit kryesor të referencës, tensioni më i lartë fitohet në dalje, i cili është i barabartë me tensionin pozitiv të furnizimit. Nëse voltazhi i hyrjes është më i vogël se referenca, atëherë vlera e daljes do të jetë një tension negativ i barabartë me tensionin e furnizimit me energji elektrike.
Ekziston një disavantazh i rëndësishëm në qarkun analog krahasues. Kur vlerat e tensionit në dy hyrje afrohen me njëra-tjetrën, tensioni i daljes mund të ndryshojë shpesh, gjë që zakonisht çon në boshllëqe dhe dështime në funksionimin e stafetës. Kjo mund të rezultojë në mosfunksionim të pajisjes. Për të zgjidhur këtë problem, përdoret një qark histeresis.
Krahasues analog me histerezë
Figura tregon skemën e veprimit të skemës me, e cila është e ngjashme me skemën e mëparshme. Dallimi është se fikja dhe ndezja nuk ndodh në të njëjtin tension.
Drejtimi i shigjetave në grafik tregon drejtimin e lëvizjes së histerezës. Gjatë ekzaminimit të grafikut nga e majta në të djathtë, mund të shihet se kalimi në një nivel më të ulët kryhet në tensionin Uph, dhe duke lëvizur nga e djathta në të majtë, voltazhi në dalje do të arrijë nivelin më të lartë në tensionin Upl. .
Ky parim i funksionimit çon në faktin se me vlera të barabarta të tensioneve të hyrjes, gjendja në dalje nuk ndryshon, pasi ndryshimi kërkon një ndryshim në tensione me një sasi të konsiderueshme.
Një funksionim i tillë i qarkut çon në njëfarë inercie të sistemit, por është më i sigurt, ndryshe nga qarku pa histerezë. Zakonisht, ky parim i funksionimit përdoret në pajisjet e ngrohjes me një termostat: soba, hekura, etj. Figura tregon një qark përforcues me histerezë.
Sforcimet llogariten sipas marrëdhënieve të mëposhtme:
Përsëritësit e tensionit
Përforcuesit operacionalë përdoren shpesh në qarqet përcjellëse të tensionit. Karakteristika kryesore e këtyre pajisjeve është se ato nuk e përforcojnë ose dobësojnë sinjalin, domethënë, fitimi në këtë rast është i barabartë me unitetin. Kjo veçori është për shkak të faktit se cikli i reagimit ka rezistencë zero.
Sisteme të tilla përcjellëse të tensionit përdoren më shpesh si një tampon për të rritur rrymën e ngarkesës dhe funksionueshmërinë e pajisjes. Meqenëse rryma e hyrjes është afër zeros, dhe rryma e daljes varet nga lloji i amplifikatorit, domethënë nga mundësia e shkarkimit të burimeve të dobëta të sinjalit, për shembull, disa sensorë.
24. Përforcues invertues për op.
25. Përforcues jo invertues në op.
Një diagram skematik i një amplifikuesi jo-invertues është paraqitur në Fig. 9.6. Shprehja për fitimin e tensionit për këtë qark është marrë, në të njëjtën mënyrë si për atë të mëparshëm, nga ekuacionet e hartuara sipas ligjit të Kirchhoff.
Duke marrë parasysh (9.13), shprehja për fitimin do të ketë formën
Nga kjo rrjedh se fitimi i tensionit në qarkun e amplifikatorit jo invertues është gjithmonë më i madh se 1. Ndryshe nga qarku i amplifikatorit invertues në këtë qark, op-amp mbulohet nga një qark reagimi i tensionit sekuencial në hyrje. Prandaj, impedanca hyrëse e këtij qarku është shumë më e lartë se impedanca hyrëse e një op-amp pa një OS: 
Impedanca e daljes përcaktohet, si për një përforcues invertues, sipas (9.16).
26. Skema e grumbulluesit në vep.
Qarqet përmbledhëse përfshijnë grumbulluesit dhe qarqet zbritëse. Këto qarqe përdoren për zgjidhjen e ekuacioneve algjebrike dhe në pajisjet e përpunimit të sinjalit analog. Një grumbullues është një pajisje në daljen e së cilës përmblidhen sinjalet e dhëna në hyrjet e tij. Shtuesit janë ndërtuar duke përdorur përforcues invertues dhe jo-invertues.
Mbledhës përmbysës
Një qark grumbullues përmbysës me tre sinjale hyrëse është paraqitur në Fig. 11.10. Për thjeshtësi të arsyetimit, supozojmë se R1 = R2 = R3 = Roc. 
Meqenëse op-amp ideal K U → ∞, Rvx → ∞, dhe rryma e paragjykimit është shumë e vogël në krahasim me rrymën kthyese, atëherë sipas ligjit të Kirchhoff-it I1 + I2 + I3 = Ios. (11.19) Për shkak të faktit se hyrja invertuese ka praktikisht zero potencial, nuk ka ndikim të ndërsjellë të sinjaleve hyrëse në të. Shprehja (11.19) mund të përfaqësohet si Rrjedhimisht, dalja është shuma e përmbysur e tensioneve hyrëse. Nëse R1 ≠ R2 ≠ R3, atëherë dalja është shuma e përmbysur e tensioneve hyrëse (11.20) me faktorë të ndryshëm të shkallës. Mbledhja invertuese kombinon funksionet e një grumbulluesi dhe një përforcuesi duke ruajtur thjeshtësinë e qarkut. Rezistenca R përdoret për të kompensuar kompensimin zero në daljen op-amp të shkaktuar nga luhatjet e kohës dhe temperaturës në rrymën hyrëse. Rezistenca R është zgjedhur vlera aktuale në mënyrë që rezistencat ekuivalente të lidhura me hyrjet e op-amp janë të njëjta: R = Roc || R1 || R2 || R3. 
Shtues jo invertues
Në Fig. 11.11. Meqenëse në U0 = 0 tensionet në hyrjet invertuese dhe joinvertuese janë të barabarta, atëherë
Duke marrë parasysh që RinxОУ në hyrjen jo invertuese është shumë e madhe, rryma hyrëse është 0. Sipas ligjit të Kirchhoff-it, mund të shkruani
Nëse në qark (Fig. 11.11) sinjalet ende furnizohen me hyrjet përmbysëse, atëherë qarku kryen një veprim mbledhje-zbritje. Që mbledhësi të funksionojë siç duhet, është e nevojshme të balancohet fitimi invertues dhe joinvertues, d.m.th. të sigurojë barazinë e shumave të fitimeve të pjesëve invertuese dhe joinvertuese të qarkut.
27. Përforcues diferencues në op.
Përforcuesi diferencues (diferencuesi) është krijuar për të marrë një sinjal dalës proporcional me shpejtësinë e ndryshimit të hyrjes. Gjatë diferencimit të sinjalit, op-amp duhet të kalojë vetëm komponentin AC të tensionit të hyrjes, dhe fitimi i lidhjes diferencuese duhet të rritet me një rritje në shkallën e ndryshimit të tensionit të hyrjes. Qarku i diferencuesit, në hyrjen e të cilit është lidhur kondensatori C, dhe rezistenca në qarkun OS, është paraqitur në Fig. 11.13. Duke supozuar se op-amp është ideal, rryma përmes rezistencës së reagimit mund të konsiderohet e barabartë me rrymën përmes kondensatorit Iс + Ir = 0,
, pastaj
Diferencuesi i konsideruar përdoret rrallë për shkak të disavantazheve të mëposhtme:
1. Impedancë e ulët e hyrjes në frekuenca të larta, e përcaktuar nga kapaciteti C;
2. Zhurmë relativisht e lartë në dalje për shkak të fitimit të lartë në frekuenca të larta;
3. Prirje për vetë-eksitim. (ky qark mund të jetë i paqëndrueshëm në diapazonin e frekuencës ku përgjigja e frekuencës së diferencuesit (kurba 1 në figurën 11.14), e cila ka një rritje prej 20 dB / dhjetor, kryqëzohet me përgjigjen e frekuencës së op-amp të korrigjuar, i cili ka një rrokullisje prej -20 dB / dec (kurba 2 në figurën 11.14) Karakteristika amplitudë-frekuencë e një sistemi me lak të hapur në një pjesë të diapazonit të frekuencës ka 
prishja prej -40 dB / dec, e cila përcaktohet nga diferenca midis pjerrësisë së kthesave 1 dhe 2, dhe zhvendosjes së fazës ϕ = -180 °, që tregon mundësinë e vetë-ngacmimit.)
Për të shmangur shfaqjen e këtyre mangësive të diferencuesit, merren zgjidhjet e mëposhtme të qarkut:
1. Rezistenca e reagimit mbyllet nga një kondensator, kapaciteti i të cilit zgjidhet në mënyrë që përgjigja e frekuencës së amplifikatorit të funksionimit me një rënie prej -20 dB / dec të fillojë me një frekuencë më të lartë se frekuenca maksimale e sinjalit diferencial të dobishëm. Kjo rezulton në një reduktim të komponentëve të zhurmës me frekuencë të lartë në sinjalin e daljes. Ky segment fillon me frekuencën f = 1 / (2πRocCoc).
2. Një rezistencë lidhet në seri me kondensatorin hyrës C, i cili kufizon fitimin në frekuencat e larta të diferencuesit. Kjo siguron stabilitet dinamik dhe redukton rrymën kapacitore të hyrjes nga burimi i sinjalit.
3. Përdorimi i amplifikatorëve optikë me tension të ulët paragjykimi dhe rryma hyrëse të ulëta, si dhe kondensatorë me rryma rrjedhjeje të ulëta dhe rezistenca me zhurmë të ulët.
Një diagram praktik i diferencuesit dhe përgjigja e tij e frekuencës janë paraqitur në
oriz. 11.15. Futja e rezistencës R çon në shfaqjen në përgjigjen e frekuencës (lakorja 1 në Fig. 11.15, b) e një seksioni horizontal, ku nuk ka diferencim në frekuencat që tejkalojnë frekuencën.
Ka shumë tema të rëndësishme në kursin e elektronikës. Sot do të përpiqemi të merremi me amplifikatorët operacionalë.
Filloje nga e para. Një përforcues operacional është një "gjë" e tillë që ju lejon të operoni me sinjale analoge në çdo mënyrë të mundshme. Më të thjeshtat dhe më themeloret janë forcimi, dobësimi, shtimi, zbritja dhe shumë të tjera (për shembull, diferencimi ose logaritmi). Shumica dërrmuese e operacioneve në amplifikatorët operacionalë (në tekstin e mëtejmë të referuar si amplifikatorë operativë) kryhen duke përdorur reagime pozitive dhe negative.
Në këtë artikull do të shqyrtojmë një "ideal" të caktuar të një op-amp, pasi nuk ka kuptim të kaloni në një model specifik. Ideali do të thotë që rezistenca e hyrjes do të priret në pafundësi (prandaj, rryma hyrëse do të priret në zero), dhe rezistenca e daljes, përkundrazi, do të priret në zero (kjo do të thotë që ngarkesa nuk duhet të ndikojë në tensionin e daljes). Gjithashtu, çdo op-amp ideal duhet të amplifikojë sinjalet e çdo frekuence. Epo, dhe më e rëndësishmja, fitimi në mungesë të reagimeve duhet gjithashtu të priret në pafundësi.
Shkoni te pika
Një përforcues operacional në qarqe shumë shpesh tregohet nga një trekëndësh barabrinjës. Në të majtë janë hyrjet, të cilat janë shënuar "-" dhe "+", në të djathtë - dalja. Tensioni mund të aplikohet në cilindo nga hyrjet, njëri prej të cilëve ndryshon polaritetin e tensionit (prandaj quhej invertues), tjetri nuk ndryshon (është logjike të supozohet se quhet jo invertues). Furnizimi me energji elektrike i op-amp është zakonisht bipolar. Zakonisht, tensionet pozitive dhe negative të furnizimit kanë të njëjtin kuptim (por shenjë të ndryshme!).Në rastin më të thjeshtë, mund të lidhni burimet e tensionit direkt me hyrjet e op-amp. Dhe pastaj voltazhi i daljes do të llogaritet me formulën:
, ku është voltazhi në hyrjen jo-invertuese, është tensioni në hyrjen invertuese, është tensioni në dalje dhe është fitimi i ciklit të hapur.
Le të shohim op-amp ideal nga këndvështrimi i Proteus.
Unë propozoj të "luajë" me të. Një tension prej 1V u aplikua në hyrjen jo-invertuese. Në përmbysjen 3V. Ne përdorim op-amp "ideal". Pra, marrim:. Por këtu kemi një kufizues, sepse ne nuk do të jemi në gjendje të përforcojmë sinjalin mbi tensionin tonë të furnizimit. Kështu, dalja do të vazhdojë të marrë -15 V. Rezultati:
Le të ndryshojmë fitimin (që të më besoni). Le të jetë parametri i fitimit të tensionit të barabartë me dy. I njëjti problem po zgjidhet qartë.
Zbatim real i amplifikatorëve optikë duke përdorur shembullin e amplifikatorëve invertues dhe joinvertues
Janë dy të tilla i madh rregulloret:I. Dalja op-amp tenton të mbajë tensionin diferencial (diferenca midis tensionit në hyrjet invertuese dhe jo-invertuese) të barabartë me zero.
II. Inputet op-amp nuk konsumojnë rrymë.
Rregulli i parë zbatohet përmes reagimeve. ato. voltazhi bartet nga dalja në hyrje në mënyrë të tillë që diferenca e potencialit të bëhet zero.
Këto janë, si të thuash, "kanone të shenjta" në temën e OU.
Tani, më konkretisht. Përforcues përmbysës duket kështu (i kushtoni vëmendje mënyrës se si janë vendosur hyrjet):
Bazuar në "kanunin" e parë marrim proporcionin:
, dhe pasi të kemi "përthyer" pak me formulën, nxjerrim vlerën për fitimin e op-amp invertues:
Ekrani i mësipërm nuk ka nevojë për komente. Thjesht zëvendësoni gjithçka vetë dhe kontrolloni.
Faza tjetër - jo përmbysëse përforcues.
Gjithçka është gjithashtu e thjeshtë këtu. Tensioni aplikohet drejtpërdrejt në hyrjen jo-invertuese. Reagimi zbatohet në hyrjen përmbysëse. Tensioni në hyrjen invertuese do të jetë:
, por duke zbatuar rregullin e parë, mund të argumentohet se
Dhe përsëri njohuritë "grandioze" në fushën e matematikës së lartë ju lejojnë të shkoni në formulën:
Këtu është një ekran shterues që mund ta kontrolloni dy herë nëse dëshironi: 
Më në fund, unë do të jap disa qarqe interesante në mënyrë që të mos keni përshtypjen se amplifikatorët operacional mund të amplifikojnë vetëm tensionin.
Ndjekësi i tensionit (përforcues bufer). Parimi i funksionimit është i njëjtë me atë të një pasuesi të tranzistorit. Përdoret në zinxhirë të rëndë. Gjithashtu, mund të përdoret për të zgjidhur problemin e përputhjes së rezistencës nëse ka ndarës të padëshiruar të tensionit në qark. Skema është e thjeshtë deri në pikën gjeniale: 
Përforcues përmbledhës. Mund të përdoret kur duhet të shtoni (zbrisni) disa sinjale. Për qartësi - një diagram (përsëri, kushtojini vëmendje vendndodhjes së hyrjeve): 
Gjithashtu, kushtojini vëmendje faktit që R1 = R2 = R3 = R4, dhe R5 = R6. Formula e llogaritjes në këtë rast do të jetë: (e njohur, apo jo?)
Kështu, ne shohim që vlerat e tensionit që aplikohen në hyrjen jo-invertuese "marrin" një shenjë plus. Në përmbysje - minus.
konkluzioni
Qarqet op-amp janë jashtëzakonisht të ndryshme. Në raste më komplekse, mund të gjeni qarqe aktive filtri, ADC dhe pajisje për marrjen e mostrave të ruajtjes, përforcues të energjisë, konvertues rrymë në tension dhe shumë qarqe të tjera.Lista e burimeve
Një listë e shkurtër e burimeve që do t'ju ndihmojnë të mësoheni shpejt me op-amp dhe elektronik në përgjithësi:Wikipedia
P. Horowitz, W. Hill. "Arti i qarkut"
B. Baker. Çfarë duhet të dijë një projektues dixhital për elektronikën analoge
Shënime leksionesh mbi elektronikën (mundësisht tuajat)
UPD .: Faleminderit UFO për ftesë
Në një përforcues jo-invertues, sinjali i hyrjes futet në hyrjen jo-invertuese të op-amp (+), ky është ndryshimi kryesor midis amplifikatorit jo-invertues në op-amp nga. Në këtë rast, burimi i sinjalit "sheh" rezistencën e pafundme të hyrjes së op-amp. Tensioni i kompensimit zero është zero, dhe për këtë arsye hyrja përmbysëse e amplifikatorit operativ duhet të jetë në të njëjtin potencial me hyrjen jo-invertuese. Rryma nga dalja op-amp krijon një rënie të tensionit në të gjithë rezistencën R G, e cila duhet të jetë e barabartë me tensionin e hyrjes V IN.
Oriz. 1. Op-amp jo-invertues
Për të llogaritur tensionin e daljes V OUT dhe fitimin, do të përdoret rregulli i llogaritjes së ndarësit të tensionit:
Pas transformimit, një shprehje për fitimin merret në formën e mëposhtme:
Është e rëndësishme të theksohet se shprehja (2) përmban vetëm emërtimet e elementeve pasive.
Nëse rezistenca e rezistencës R G zgjidhet shumë më tepër se R F, atëherë raporti (R F / R G) tenton në zero, dhe në rezistencën zero R F, shprehja (2) shndërrohet në
Në këtë rast, përforcuesi jo-invertues kthehet në një tampon (pasues sinjali) me një fitim uniteti, me rezistenca të pafundme hyrje dhe zero dalje. Rezistenca R G në këtë rast gjithashtu mund të përjashtohet nga qarku. Në praktikë, disa operativë mund të "digjen" kur ndizen pa rezistencë R F. Për këtë arsye, kjo rezistencë është e pranishme në shumë modele buferike. Funksioni i tij është të mbrojë hyrjen përmbysëse nga rritjet e tensionit duke kufizuar rrymën në një nivel të sigurt. Vlera e përdorur zakonisht për këtë rezistencë është 20 kΩ. Në qarqet e amplifikatorit të reagimit të shkarkimit, rezistenca R F përcakton stabilitetin dhe kërkohet gjithmonë. Sidoqoftë, mos u bëni dembel dhe shikoni në fletën e të dhënave për op-amp. Nëse përfshirja përshkruhet atje si në Fig. 2 - mos ngurroni ta përdorni!
