Versterker of Operasionele Versterker

'n bedryfversterker of op-amp is 'n DC-geslote versterker met 'n baie hoë spanningversterking.

'n Op-amp is basies 'n multi-stadium versterker waarin 'n aantal versterkingsstadiums op 'n baie ingewikkelde manier met mekaar verbind is. Sy interne skakeling bestaan uit baie transistore, FET's en weerstande. Al hierdie beslaan 'n baie klein ruimte.
Dus, dit word in 'n klein pakket gevat en is beskikbaar in die Geïntegreerde Skakel (IC) vorm. Die term Op Amp word gebruik om 'n versterker aan te dui wat konfigureer kan word om verskeie operasies soos versterking, aftrekking, differensiasie, optelling, integrasie ens. uit te voer. 'n Voorbeeld hiervan is die baie gewilde IC 741.

Die simbool en sy werklike voorkoms in die IC vorm word hieronder getoon. Die simbool lyk soos 'n pylkop wat aandui dat die sein vanuit die uitgang na die ingang vloei.

Invoer- en Uitvoerterminals van 'n Bedryfsversterker

'n Op-amp het twee invoerterminals en een uitvoerterminal. Die op-amp het ook twee spanningvoorsiele terminals soos hierbo gesien. Twee invoerterminals vorm die differensiële invoer. Ons noem die terminal, gemerk met 'n negatiewe (-) teken as die inverserende terminal en die terminal gemerk met 'n positiewe (+) teken as die nie-inverserende terminal van die bedryfsversterker. As ons 'n invoersignaal by die inverserende terminal (-) toepas, dan is die versterkte uitvoersignaal 180o uit fase ten opsigte van die toegepasde invoersignaal. As ons 'n invoersignaal by die nie-inverserende terminal (+) toepas, dan sal die verkryde uitvoersignaal in fase wees, d.w.s. dit sal geen faseverskuiving ten opsigte van die invoersignaal hê nie.

Kragvoorsel vir 'n Bedryfsversterker

Soos hierbo van die skakelsimbol gesien, het dit twee invoerkragsvoorsiele terminals +VCC en –VCC. Vir die werking van 'n op-amp is 'n dubbele polariteit DC-voorsel noodsaaklik. In die dubbele polariteit voorsel, sluit ons +VCC aan die positiewe DC-voorsel en die –VCC terminal aan die negatiewe DC-voorsel. Echter, 'n paar op-amps kan ook op 'n enkele polariteit voorsel werk. Let daarop dat daar geen algemene grondterminal in die op-amps is nie, dus moet die grond buite insluit word.

Werkprinsipe van 'n Op-Amp

Open Lus Operasie van 'n Bedryfsversterker

Soos hierbo gesê, het 'n op-amp 'n differensiële invoer en 'n enkele-einde uitvoer. Dus, as ons twee seine, een by die inverserende en een by die nie-inverserende terminal, toepas, sal 'n ideale op-amp die verskil tussen die twee toegepaste invoerseine versterk. Ons noem hierdie verskil tussen twee invoerseine as die differensiële invoerspanning. Die vergelyking hieronder gee die uitset van 'n bedryfsversterker.Waar, VOUT die spanning by die uitvoerterminal van die op-amp is. AOL is die oop-lusversterking vir die gegewe op-amp en is konstant (ideeel). Vir die IC 741 is AOL 2 x 105.
V1 is die spanning by die nie-inverserende terminal.
V2 is die spanning by die inverserende terminal.
(V1 – V2) is die differensiële invoerspanning.
Hierdie vergelyking wys duidelik dat die uitset slegs nie-nul sal wees indien en slegs indien die differensiële invoerspanning nie-nul is (V1 en V2 is nie gelyk), en sal nul wees as beide V1 en V2 gelyk is. Dit is 'n ideale toestand, in die praktyk is daar klein onevenwigtighede in die op-amp. Die oop-lusversterking van 'n op-amp is baie hoog. Dus, versterk 'n oop lus bedryfsversterker 'n klein toegepaste differensiële invoerspanning tot 'n groot waarde.
Ook is dit waar dat as ons 'n klein differensiële invoerspanning toepas, die bedryfsversterker dit tot 'n aansienlike waarde versterk, maar hierdie aansienlike waarde by die uitset kan nie die voorselspanning van die op-amp oorskry nie. Dus, dit oortreed nie die wet van energiebehoud nie.

Geslote Lus Operasie

Die bo-gegee operasie van die op-amp was vir oop lus, d.w.s. sonder terugvoer. Ons stel terugvoer in die geslote luskonfigurasie in. Hierdie terugvoerpad voer die uitsetsein terug na die invoer. Dus, by die invoere is twee seine gelyktydig teenwoordig. Een van hulle is die oorspronklike toegepaste sein, en die ander is die terugvoersein. Die vergelyking hieronder wys die uitset van 'n geslote lus op-amp.Waar VOUT die spanning by die uitvoerterminal van die op-amp is. ACL is die geslote lusversterking. Die terugvoerskakeling wat aan die op-amp gekoppel is, bepaal die geslote lusversterking ACL. VD = (V1 – V2) is die differensiële invoerspanning. Ons noem die terugvoer as positief as die terugvoerpad die sein van die uitsetterminal terugvoer na die nie-inverserende (+) terminal. Positiewe terugvoer word in osillators gebruik. Die terugvoer is negatief as die terugvoerpad 'n deel van die sein van die uitsetterminal terugvoer na die inverserende (-) terminal. Ons gebruik negatiewe terugvoer vir op-amps wat as versterkers gebruik word. Elke tipe terugvoer, negatief of positief, het sy voor- en nadelige.

Positiewe Terugvoer ⇒ Osillator
Negatiewe Terugvoer ⇒ Versterker
Die bostaande verduideliking is die mees basiese werkprinsipe van bedryfsversterkers.

Ideale Op-Amp Kenmerke

'n