Was ist ein Operationsverstärker?

In der Funkelektronik und Mikroschaltung ist der Operationsverstärker (op-amp) weit verbreitet. Es hat hervorragende technische Eigenschaften (TX) für die Signalverstärkung. Um den Umfang des Betriebssystems zu verstehen, müssen Sie sein Funktionsprinzip, das Anschlussdiagramm und den Haupt-TX kennen.

Was ist ein Operationsverstärker

OU - eine integrierte Schaltung (IC), deren Hauptzweck darin besteht, den Gleichstromwert zu verstärken. Es hat nur einen Ausgang, der als Differential bezeichnet wird. Dieser Ausgang hat einen hohen Signalverstärkungsfaktor (Ky). Operationsverstärker werden hauptsächlich beim Aufbau von Schaltungen mit Gegenkopplung (NFB) verwendet, die mit der Hauptverstärkung TX Ku der ursprünglichen Schaltung bestimmt. Operationsverstärker werden nicht nur in Form einzelner ICs verwendet, sondern auch in verschiedenen Blöcken komplexer Geräte.

Der Operationsverstärker hat 2 Eingänge und 1 Ausgang sowie Ausgänge zum Anschließen einer Stromquelle (IP). Das Funktionsprinzip eines Operationsverstärkers ist einfach. Es werden 2 Regeln zugrunde gelegt.Die Regeln beschreiben die einfachen Prozesse des IC-Betriebs, die im Betriebssystem stattfinden, und wie der IC funktioniert, ist selbst für Dummies klar. Am Ausgang ist die Spannungsdifferenz (U) 0, und die Eingänge des Operationsverstärkers ziehen fast keinen Strom (I). Ein Eingang wird als nicht-invertierend (V+) und der andere als invertierend (V-) bezeichnet. Außerdem sind die OP-Eingänge hochohmig (R) und verbrauchen fast kein I.

Der Chip vergleicht die U-Werte an den Eingängen und gibt ein Signal aus, das er vorverstärkt. Ku OU hat einen hohen Wert und erreicht 1000000. Wenn ein niedriges U an den Eingang angelegt wird, ist es möglich, am Ausgang einen Wert gleich U der Stromquelle (Uip) zu erhalten. Wenn U am Eingang V+ größer ist als an V-, dann ist der Ausgang der maximale positive Wert. Bei Speisung durch ein positives U des invertierenden Eingangs hat der Ausgang eine maximale negative Spannung.

Die Hauptvoraussetzung für den Betrieb des Betriebssystems ist die Verwendung einer bipolaren IP. Es ist möglich, eine unipolare IP zu verwenden, aber die Fähigkeiten des Operationsverstärkers sind stark eingeschränkt. Wenn Sie eine Batterie verwenden und deren Plusseite als 0 nehmen, erhalten Sie beim Messen der Werte 1,5 V. Wenn Sie 2 Batterien nehmen und diese in Reihe schalten, wird U addiert, d.h. Das Gerät zeigt 3 V an.

Wenn wir den Minuspol der Batterie als Null nehmen, zeigt das Gerät 3 V an. Andernfalls, wenn wir den Pluspol als 0 nehmen, erhalten wir -3 V. Wenn wir den Punkt zwischen den beiden Batterien als Null verwenden, werden wir Holen Sie sich eine primitive bipolare IP. Sie können den Zustand des Operationsverstärkers nur überprüfen, wenn Sie ihn an die Schaltung anschließen.

Typen und Symbole im Diagramm

Mit der Entwicklung elektrischer Schaltungen werden Operationsverstärker ständig verbessert und neue Modelle erscheinen.

Klassifizierung nach Anwendung:

1. Industrie ist eine günstige Option.
2. Präzision (präzise Messgeräte).
3. Elektrometrisch (kleiner Wert von Iin).
4. Micropower (Verbrauch kleiner I-Leistung).
5. Programmierbar (Ströme werden mit I extern eingestellt).
6. Leistungsstark oder Hochstrom (gibt dem Verbraucher einen größeren Wert von I).
7. Niederspannung (Betrieb bei U<3 V).
8. Hochspannung (ausgelegt für hohe U-Werte).
9. Schnelle Reaktion (hohe Anstiegsgeschwindigkeit und Verstärkungsfrequenz).
10. Mit niedrigem Geräuschpegel.
11. Sonic-Typ (niedrige Harmonische).
12. Für bipolare und unipolare Art der Stromversorgung.
13. Differenz (kann niedriges U bei hohem Rauschen messen). Wird in Shunts verwendet.
14. Verstärkerkaskaden des fertigen Typs.
15. Spezialisiert.

Entsprechend den Eingangssignalen werden die Operationsverstärker in 2 Typen unterteilt:

1. Mit 2 Eingängen.
2. Mit 3 Eingängen. 3-Eingang wird verwendet, um die Funktionalität zu erweitern. Hat ein internes OOS.

Die Operationsverstärkerschaltung ist ziemlich kompliziert, und es macht keinen Sinn, sie herzustellen, und der Funkamateur muss nur den richtigen Operationsverstärker-Schaltkreis kennen, aber dazu sollte man die Dekodierung seiner Schlussfolgerungen verstehen.

Die wichtigsten Bezeichnungen der Erkenntnisse des IC:

1. V+ ist ein nicht invertierender Eingang.
2. V- - invertierender Eingang.
3. Vout - Ausgang Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - positiver Anschluss des IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.

In fast jedem Operationsverstärker gibt es 5 Schlussfolgerungen. Einigen Sorten kann jedoch das V- fehlen. Es gibt Modelle mit zusätzlichen Schlussfolgerungen, die die Fähigkeiten des Operationsverstärkers erweitern.

Rückschlüsse zur Stromversorgung müssen nicht markiert werden, da. dies erhöht die Lesbarkeit des Diagramms. Der Leistungsausgang vom positiven Anschluss oder Pol des IP befindet sich am oberen Ende des Stromkreises.

Hauptmerkmale

Operationsverstärker haben wie andere Funkkomponenten TX, die in Typen unterteilt werden können:

1. Verstärken.
2. Eingang.
3. Wochenende.
4. Energie.
5. Drift.
6. Frequenz.
7. Leistung.

Die Verstärkung ist das Hauptmerkmal des Operationsverstärkers. Sie ist durch das Verhältnis des Ausgangssignals zum Eingang gekennzeichnet. Es wird auch als Amplitude oder Transfer-TX bezeichnet, das in Form von Abhängigkeitsdiagrammen dargestellt wird. Die Eingabe umfasst alle Werte für den Eingang des Operationsverstärkers: Rin, Bias-Ströme (Ism) und Verschiebung (Iin), Drift und maximale Eingangsdifferenz U (Udifmax).
Icm dient zum Betrieb des Operationsverstärkers an den Eingängen. Iin wird für den Betrieb der Eingangsstufe des Operationsverstärkers benötigt. Iin shift - die Differenz Icm für 2 Eingangshalbleiter des Operationsverstärkers.

Beim Aufbau von Schaltungen müssen diese I beim Anschluss von Widerständen berücksichtigt werden. Wenn Iin nicht berücksichtigt wird, kann dies zur Bildung eines differentiellen U führen, was zu einem fehlerhaften Betrieb des Operationsverstärkers führt.
Udifmax - U, das zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers eingespeist wird. Sein Wert charakterisiert den Ausschluss von Schäden an den Halbleitern der Differentialkaskade.

Für einen zuverlässigen Schutz zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers sind 2 Dioden und eine Zenerdiode antiparallel geschaltet. Der Differenzeingang R ist durch das R zwischen den beiden Eingängen gekennzeichnet, und der Gleichtakteingang R ist der Wert zwischen den beiden kombinierten Eingängen des Operationsverstärkers und Masse (Masse). Die Ausgangsparameter des Operationsverstärkers umfassen den Ausgang R (Rout), den maximalen Ausgang U und I. Der Wert des Rout-Parameters sollte für bessere Verstärkungseigenschaften kleiner sein.

Um einen kleinen Rout zu erreichen, müssen Sie einen Emitterfolger verwenden. Iout wird mit dem Kollektor I geändert.Energie TX wird anhand der maximalen Leistung geschätzt, die das Betriebssystem verbraucht. Der Grund für den fehlerhaften Betrieb des Operationsverstärkers ist die Ausbreitung des TX der Halbleiter der Differenzverstärkerstufe, die von Temperaturindikatoren (Temperaturdrift) abhängt. Die Frequenzparameter des Operationsverstärkers sind die wichtigsten. Sie tragen zur Verstärkung von Oberwellen- und Impulssignalen (Geschwindigkeit) bei.

In dem IC-Operationsverstärker allgemeiner und spezieller Form ist ein Kondensator enthalten, um die Erzeugung von Hochfrequenzsignalen zu verhindern. Bei Frequenzen mit niedrigem Wert haben die Schaltungen einen großen K-Koeffizienten ohne Rückkopplung (OS). Das Betriebssystem verwendet eine nicht invertierende Verbindung. Außerdem wird in einigen Fällen, beispielsweise bei der Herstellung eines invertierenden Verstärkers, das OS nicht verwendet. Darüber hinaus hat der Operationsverstärker dynamische Eigenschaften:

1. Anstiegsgeschwindigkeit Uout (SN Uout).
2. Einschwingzeit Uout (Antwort des Operationsverstärkers beim Sprung U).

Wo anwendbar

Es gibt 2 Arten von Operationsverstärkerschaltungen, die sich in der Art und Weise unterscheiden, wie sie angeschlossen sind. Der Hauptnachteil der OU ist die Inkonsistenz von Ku, die von der Betriebsart abhängt. Die Hauptanwendungsgebiete sind Verstärker: invertierend (IU) und nicht invertierend (NIO). In der NRU-Schaltung wird Ku durch U durch Widerstände eingestellt (das Signal muss an den Eingang angelegt werden). Die OU enthält ein OOS eines sequentiellen Typs. Diese Verbindung wird an einem der Widerstände hergestellt. Es wird nur auf V- serviert.

Im DUT sind die Signale phasenverschoben. Um das Vorzeichen der negativen Ausgangsspannung zu ändern, ist eine parallele Rückkopplung auf U erforderlich.Der Eingang, der nicht invertierend ist, muss geerdet werden. Das Eingangssignal wird über einen Widerstand dem invertierenden Eingang zugeführt.Wenn der nicht invertierende Eingang auf Masse geht, dann ist die Differenz U zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers 0.

Sie können Geräte auswählen, die das Betriebssystem verwenden:

1. Vorverstärker.
2. Verstärker von Audio- und Videofrequenzsignalen.
3. U-Komparatoren.
4. Verstärker.
5. Unterscheidungsmerkmale.
6. Integratoren.
7. Filterelemente.
8. Gleichrichter (erhöhte Genauigkeit der Ausgangsparameter).
9. Stabilisatoren U und I.
10. Rechner analoger Typ.
11. ADC (Analog-Digital-Wandler).
12. DAC (Digital-Analog-Wandler).
13. Geräte zur Erzeugung verschiedener Signale.
14. Computertechnologie.

Operationsverstärker und ihre Anwendung werden in verschiedenen Geräten weit verbreitet verwendet.

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