Операционният усилвател е интегрална схема който работи като усилвател на напрежение. Операционен усилвател като диференциален вход. Че има два входа с противоположна полярност. Усилвател като единичен вход с противоположна полярност. Операционният усилвател има единичен изход и много висока печалба, което дава на изходния сигнал.
Като цяло използваме много приложения, като използваме операционни усилватели като
- Диференциални усилватели
- Инвертиращи усилватели
- Неинвертиращи усилватели
- Последователи на напрежението
- Сумиращи усилватели
- Инструментални усилватели
Той ще действа като някои осцилатори
- Осцилатори на Wien Bridge
Той ще действа като някои филтри, като използва операционни усилватели
- Операционните усилватели могат да се използват при изграждането на активни филтри, осигуряващи функции за високочестотно, лентово отхвърляне и забавяне. Високият входен импеданс, усилването на операционния усилвател позволяват директно изчисляване на стойностите на елементите.
Някои от операционните усилватели обикновено могат да се използват като сравнителни устройства
- 741 операционни усилватели обикновено се считат за сравнителни
Схематичната диаграма на основния компаратор, както е показано на фиг
Компаратор
Сега ще обсъдим подробно различните видове диференциални усилватели стъпка по стъпка
Диференциални усилватели
Диференциалният усилвател усилва разликата между две напрежения, правейки този тип операционна усилвателна схема вторичен трактор, за разлика от сумиращия усилвател, който добавя или сумира заедно входните напрежения. Тези видове операционни усилвателни вериги са известни като диференциален усилвател. Чрез свързване на всеки входен интерн към 0v земя можем да използваме суперпозиция за решаване на изходното напрежение Vout. Уравнението на Vout е
Диференциален усилвател
V изход = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)
В това уравнение R1 = R2 и R3 = R4 след това с помощта на това уравнение
V изход = R3 / R1 (V2-V1).
Ако всички тези резистори имат всички, ако са същите омични стойности, това е R1 = R2 = R3. Тогава веригата ще стане Unity печалба диференциални операционни усилватели.
Приложения на диференциални усилватели
- Използва се като последователна верига за отрицателна обратна връзка чрез използване на операционен усилвател
- Като цяло използваме диференциален усилвател, който действа като верига за регулиране на силата на звука.
- Диференциалният операционен усилвател може да се използва като схема за автоматично управление на усилването.
- Някои от диференциалните операционни усилватели могат да се използват за амплитудна модулация.
Обръщане на операционни усилватели
Инвертиращият усилвател е верига със затворен цикъл, операционната схема на усилвателя е свързана с обратната връзка, за да се получи операцията за обратна връзка. Когато се занимавате с операционни усилватели, има две много важни правила, които трябва да запомните за инвертиращия усилвател, това не са текущи потоци към входния терминал. И че V1 винаги е равно на V2. Въпреки това, в реалния свят операционни схеми усилвател и двете правила са леко нарушени.
Това е така, защото кръстовището на кръстовището на входа и сигнала за обратна връзка е със същия потенциал като положителния вход, който е на 0 волта или земя, тогава кръстовището е виртуална земя.
Поради виртуалния заземителен възел входното съпротивление на усилвателя е равно на стойността на входния резистор, R в и усилването на затворения контур на инвертиращия усилвател могат да бъдат зададени от съотношението на двата външни резистора.
По-горе казахме, че има много важни правила, които трябва да запомните за инвертиращия усилвател или всеки операционен усилвател е показан по-долу
- Към входните клеми не тече ток
- Диференциалното входно напрежение е 0 като V1 = V2 = 0.
След това с помощта на две правила можем да изведем уравнението чрез изчисляване на печалбата от затворен цикъл на инвертиращ усилвател
Инвертиращ усилвател
I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)
Следователно I = (Vin-V2) / Rin
I = (V2-Vout) / Rf
Коефициентът на печалба от затворен цикъл се дава като Vout / Vin = -Rf / Rin
Усилването на напрежението в затворения контур е равно на Vout = –Rf / Rin * Vin
Отрицателният знак в уравнението показва инверсия на изходния сигнал, съответстващ на входа като неговите 180 градуса извън фазата
Приложения на инвертиращия усилвател
- Инвертиращият усилвател се използва изцяло за суматор на напрежение или сумиращ усилвател
- Инвертиращият усилвател е приложим за мащабиращия летен усилвател.
- Приложим е за балансиран усилвател.
Неинвертиращ усилвател
Неинвертиращ усилвател, където изходът е в същия смисъл или е във фаза с входа. В тази схема сигналът се прилага към неинвертиращия вход на операционния усилвател. Обратната връзка обаче се взема от изхода чрез резистор към инвертиращия вход на операционния усилвател, където друг резистор се отвежда към земята. Основният неинвертиращ усилвател е показан на фиг
Неинвертиращ усилвател
Коефициентът на усилване на неинвертиращата усилвателна схема на операционния усилвател е лесен за определяне и изходът на неинвертиращия усилвател е същият като входните напрежения. Така че усилването на усилвателя е изключително високо.
Тъй като входът към операционния усилвател не тече ток, това означава, че токът, протичащ в резисторите R1 и R2, и напрежението на двата входа са еднакви. Уравнението на неинвертиращия усилвател може да се извика като Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1.
Приложения на неинвертиращ усилвател
- Неинвертиращият усилвател използва връзка за отрицателна обратна връзка на делителя на напрежението.
- Тук усилването на напрежението винаги е по-голямо от 1.
Последовател на напрежението
Следващото напрежение се нарича още усилвател с единично усилване, буферен усилвател и изолационен усилвател) е операционна схема с усилване на напрежението 1.
Това означава, че операционният усилвател не осигурява никакви усилвания на сигнала. Причината, поради която се нарича приспособление за напрежение, е, че изходното напрежение не осигурява входното напрежение.
Последовател на напрежението
Операционната схема е с много висок входен импеданс. Този висок входен импеданс е причина да се използва последовател на напрежението. Натоварването изисква и изтегля огромно количество ток. Това води до огромен обем енергия, който да се черпи от източник на захранване с. Последователите на напрежението се наричат също като буфер на напрежението.
Приложения на напрежение
- Висок входен импеданс и много нисък изходен импеданс
- Последователите на напрежението обикновено се използват за изолиране на етапи един от друг.
- Следващото напрежение също се нарича буфер на напрежението.
Сумиращ усилвател
Сумиращият усилвател е едно от приложенията на инвертиращия операционен усилвател, но ако добавим още един входен резистор, равен на стойности към другия входен резистор, Rin в крайна сметка ще получим друг операционен усилвател като сумиращ усилвател.
Сумиращ усилвател
Също така е като символ на веригата за добавяне на напрежение в горните сумиращи входни напрежения на усилвателя V1, V2, V3 и входните резистори са Rin, обратна връзка резистори са Rf. Така че приложението за сумиране е показано на фиг
-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3 ... и т.н.)
Приложения на сумиращ усилвател
- Сумиращият усилвател се нарича още биполярен усилвател или еднополюсен преобразувател.
- Сумиращият усилвател преобразува цифрово-аналогов преобразувател
Снимки Кредити
- Сравнител от хомофациенс
- Инвертиращ усилвател от електроника-уроци
- Неинвертиращ усилвател от радиоелектроника
- Последовател на напрежението от обучениеaboutelectronics
- Сумиращ усилвател от електроника-уроци
