Какво е операционен усилвател? Op-Amp интегратор и Op-Amp диференциатор

Какво е операционен усилвател? Op-Amp интегратор и Op-Amp диференциатор

Операционен усилвател или операционен усилвател е линейно устройство и широко използвано за филтриране, кондициониране на сигнала или основно използвано за извършване на математически операции като събиране, изваждане, диференциране и интегриране. По принцип операционният усилвател използва външни компоненти за обратна връзка сред входа, както и изходни клеми на операционни усилватели като резистори и кондензатори. Тези компоненти ще разрешат работата на операционния усилвател с добри характеристики като капацитивен, резистивен и др. Усилвателят може да изпълнява различни функции. Операционният усилвател е три терминала, включващ два входа и един изход, където входовете са инвертиращи и неинвертиращи, а изходите могат да бъдат напрежение или ток.



Какво е операционен усилвател?

Операционният усилвател или операционният е един тип интегрална схема който използва външно напрежение за усилване на входа, използвайки много висока печалба. Основното намерение на тази схема е предназначено да подобри мощността на сигнала от ниско ниво. Моля, вижте връзката, за да научите повече за Различни приложения за усилватели в електрониката


Операционен усилвател

Операционен усилвател





Какво е диференциатор на операционния усилвател?

В диференцираща верига на операционния усилвател изходното напрежение е право пропорционално на скоростта на промяна на входното напрежение по отношение на времето, което означава, че бърза промяна на сигнала на входното напрежение, тогава високото напрежение o / p ще се промени в отговор. Тъй като изходът на диференцираща верига на оп-усилвател е пропорционален на промяната на входа. Когато входовете на диференциращата верига са стандартни форми на вълни като синус, квадрат, триъгълник, тогава изходните форми на вълните ще бъдат много различни.

Диференциатор на операционния усилвател

Диференциатор на операционния усилвател



Ако входът е квадратна вълна, тогава ще има малки пикове в други изходни форми на вълната. Тези пикове ще бъдат несъвършени с наклона на краищата на входната форма на вълната и максималния изход на веригата.

Ако входът е триъгълна форма на вълната, тогава изходът се променя на квадратна форма на вълната в ow с нарастващите и намаляващи нива на входната форма на вълната.

Ако входът е синусоида от тогава, той се променя на косинусова форма на вълната, която дава сигнала с 90 ° фазово изместване, което е много полезно в някои ситуации.


Оперативна усилвателна верига на диференциатора

Това е един тип усилвател и свързването на този усилвател може да се извърши както между входа, така и изхода и включва много висока печалба. Схемата за диференциатор на операционния усилвател може да се използва в аналогови компютри за извършване на математически операции като сумиране, умножение, изваждане, интегриране и диференциране.

Схемата на операционния усилвател генерира изходно напрежение, което е пропорционално на производното от времето входно напрежение. Така че тази схема на усилвател се нарича диференциатор. Да приемем заземителния извод, който е означен с G в горната верига, където потокът на ток през заземяващия извод е еквивалентен на изтичащия ток, можем да запишем като

Оперативна усилвателна верига на диференциатора

Оперативна усилвателна верига на диференциатора

В горната схема напрежението на оп-усилвателния възел на инвертиращия терминал е нула от потока на тока кондензатора може да се запише като

Азв= Азе

Където Азе= -Vнавън/ Rе

Зарядът на кондензатора е равен на напрежението с времената на капацитета през кондензатора

Q = C X Vв

Следователно промяната на тарифата е

dQ/dt = C dVв/ DT

Но dQ / dt е токът през кондензатора

Азв = C dVв/ dt = Азе

-Vнавън/ Rе= C dVв/ DT

Идеалното изходно напрежение (Vout) за диференциатора на операционния усилвател се записва като

Vout = - Rе° С Вашиятв/ DT

По този начин изходното напрежение е производно на постоянно входно напрежение - RеC пъти на входното напрежение Vin по отношение на времето. Тук знакът минус (-) указва фазовото изместване (180или), тъй като входният сигнал се подава към входния инвертиращ терминал на операционния усилвател.

Вълнови форми на операционния усилвател на диференциатор

Вълнови форми на операционния усилвател на диференциатор

Какво е интегратор на операционен усилвател?

В повечето от операционните усилвателни вериги използваната връзка с обратна връзка е поради резистивен характер от права резистивна линия, очертаваща като минимална част от мрежата. Но за интегратора на усилвател, обратната връзка ще бъде осигурена от кондензатора между входа и изхода на операционния усилвател.

Интегратор на операционен усилвател

Интегратор на операционен усилвател

Като интегратор на операционен усилвател изпълнява функцията на математическа интеграция. Въпреки това, той може да се използва в аналогови компютри. Работата на тази схема е, че тя генерира изход, който е пропорционален на входното напрежение с времето. Така че изходното напрежение по всяко време ще се определя с първичното изходно напрежение.

От горните форми на вълните може да се забележи, че като входни остатъци при нула. но когато на входа се подаде стъпково i / p напрежение, тогава изходът ще се повиши. По същия начин, когато входното напрежение на стъпката се върне в нулево положение, тогава изходният остатък при напрежението, постигнато последно.

Интеграторна схема на операционния усилвател

Интеграторната схема на операционния усилвател може да бъде изградена с операционен усилвател и кондензатор сред инвертиращия вход, както и изхода, и резистор от инвертиращия i / p до е целият вход на веригата.

Интегратор на операционен усилвател

Интегратор на операционен усилвател

Едно от приложенията на операционния усилвател е интегратор, който може да се формира чрез промяна на позициите на резистор и кондензатор. Тази верига може да генерира напрежение o / p, което е пропорционално на интеграла на времето на входното напрежение. По този начин тази схема се нарича интеграторна схема. Да приемем заземителния извод, който е означен с G в горната верига, където потокът на ток през заземяващия извод е еквивалентен на изтичащия ток, можем да запишем като

Ако Азв+ Iе= 0

Азв= - Азе

Vin –Va / R = -C d / dt (V0-Va)

Където Va = 0

Vin / R = -C d / dt V0

Интегрирайте горното уравнение, можем да получим следното

1 / R

Или

Vout = −∫ Vin / R ° С DT + ° С

Следователно напрежението на Vout е равно на константата -1 / RC и интеграл от входното напрежение Vin

Схемата на интегратора на операционния усилвател позволява да се постигне прецизно интегриране на i / p сигнала. Приложенията на тази схема включват предимно аналогови компютри. В днешно време задачата за интеграция е задължителна в аналоговите приложения, където схемата на интегрална схема е идеалното решение.

Форми на вълните на интегратора на операционния усилвател

Форми на вълните на интегратора на операционния усилвател

Операционният диференциатор има няколко приложения на дизайн на електронна схема . Тази схема се използва в аналогови компютри, където е в състояние да осигури операция за диференциране на аналоговото входно напрежение. Това може да се използва в инструментариума на процеса, за да се провери скоростта на промяна на различните точки. Op-amp диференциатор може да се изисква в приложения за кондициониране на сигнала.

По този начин, от горната информация накрая, можем да заключим, че op-amp интегрални схеми са линейни устройства, които са идеални за усилване с постоянен ток и се използват често при филтриране, кондициониране на сигнали, математически операции като интегриране, диференциране и др. Ето въпрос за вас, какви са различните видове операционен усилвател?