Operatsional amplyfikator və ya Op amp

Electrical4u

Alan: Əsas Elektrik

China

Əməliyyat amfiyasi və ya op amfiyası DC kuple edilmiş voltaj amfiyasıdır ki, onun çox yüksək voltajlı artımı var.

Op amfiya asanən bir neçə amfiya mərhələlərindən ibarətdir və bu mərhələlər bir-birinə çox mürəkkəb şəkildə birləşdirilib. Onun daxili elektrik şəbəkəsi bir çox tranzistor, FET və rezistorlardan ibarətdir. Bütün bunlar çox az sahəni işgal edir. Bu səbəbdən, o kiçik paketdə toplanıb və İnteqrasiya Qabiliyyəti (IC) formasında mövcuddur. Op Amfiya termini amfiya ilə müxtəlif əməliyyatları həyata keçirmək üçün konfiqurasiya edilə bilən amfiyanı bildirmək üçün istifadə olunur, məsələn, amfifikasiya, çıxma, diferensial, cəmləmə, inteqral və s. Bir nümunə çox məşhur olan IC 741-dir.

Simvol və onun IC formasında faktiki görünüşü aşağıdakı kimidir. Simvol, siqnalin girişdən çıxışa doğru akdiyi fikrini ifadə edən ok başı kimi görünür. op-amp symbol of op-amp

Əməliyyat Amfiyasının Giriş və Çıxış Körpüsləri

Op amfiyasında iki giriş terminali və bir çıxış terminali var. Op amfiyasında ayrıca iki voltaj tedarik terminali var. İki giriş terminali diferensial giriş əmələ gətirir. Mənfi (-) işarəsi ilə işarələnmiş terminali inversiya terminali, mənbə (+) işarəsi ilə işarələnmiş terminali isə inversiya olmayan terminali adlandırırıq. Əgər inversiya terminalinə (-) bir sinyal tətbiq etsək, amfifikasiya edilmiş çıxış sinyali tətbiq olunan giriş sinyalına nisbətən 180o faz açısı ilə əks olacaq. Əgər non-inversiya terminalinə (+) bir sinyal tətbiq etsək, alınan çıxış sinyali giriş sinyalı ilə fazda eyni olacaq, yəni fazda heç bir sürüşmə olmayacaq.

Əməliyyat Amfiyası Üçün Təchizat

Yuxarıda göstərilən elektrik şəmasından göründüyü kimi, onun +VCC və –VCC iki giriş təchizat terminali var. Op amfiyasının işləməsi üçün ikilik qüvvət təchizatı lazımdır. İkilik qüvvət təchizatında, +VCC-ni mənfi DC təchizatına, –VCC terminalini isə mənfi DC təchizatına bağlayırıq. Ancaq, az sayıda op amfiyası tez-tez tək qüvvət təchizatında da işləyə bilər. Qeyd edək ki, op amfiyasında ümumi zemin terminali yoxdur, beləliklə, zemin xarici təmin edilməlidir.

Op Amfiyanın İşləmə Prinsipi

Əməliyyat Amfiyasının Açıq Dövrə Rejimi

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, op amfiyasının diferensial giriş və tək tərəfli çıxış var. Beləliklə, əgər inversiya və non-inversiya terminalinə iki sinyal tətbiq etsək, ideal op amfiya iki tətbiq olunan giriş sinyalları arasındakı fərqi amfifikasiya edəcəkdir. Bu iki giriş sinyalı arasındakı fərqi diferensial giriş voltajı adlandırırıq. Aşağıdaki tənlik, əməliyyat amfiyanın çıxışını verir.Burada, VOUT op amfiyanın çıxış terminalindəki voltajdır. AOL verilən op amfiya üçün açıq dövrə artımı və sabitdir (ideal halda). IC 741 üçün AOL 2 x 105-dir.
V1 non-inversiya terminalindəki voltajdır.
V2 inversiya terminalindəki voltajdır.
(V1 – V2) diferensial giriş voltajıdır.
Yuxarıdaki tənlikdən aydın olur ki, yalnız və yalnız diferensial giriş voltajı sıfırdan fərqli olduqda (V1 və V2 bərabər deyil), çıxış sıfırdan fərqli olacaq, və əgər V1 və V2 bərabərdirsə, çıxış sıfır olacaq. Qeyd edək ki, bu ideal şərt, praktikada op amfiyasında kiçik imbalanslar var. Op amfiyanın açıq dövrə artımı çox yüksəkdir. Bu səbəbdən, açıq dövrə rejimində olan əməliyyat amfiyası kiçik tətbiq olunan diferensial giriş voltajını çox böyük qiymətlərə amfifikasiya edir.
Ayrıca, əgər kiçik diferensial giriş voltajı tətbiq etsək, əməliyyat amfiyası onu çox böyük qiymətlərə amfifikasiya edir, lakin bu çox böyük qiymət, op amfiyanın təchizat voltajını aşa bilməz. Bu, enerjinin saxlanılması qanununu pozlamır.

Bağlı Dövrə Rejimi

Yuxarıda izah olunan op amfiyanın işləməsi açıq dövrə (geri qayıtma olmadan) üçün idi. Bağlı dövrə rejimində geri qayıtma tətbiq edilir. Bu geri qayıtma yolunun, çıxış sinyalini girişə qayıtarması ilə aparılır. Bu səbəbdən, girişlərdə eyni anda iki sinyal mövcuddur. Bunlardan biri orijinal tətbiq olunan sinyal, digəri isə geri qayıtma sinyalıdır. Aşağıdaki tənlik, bağlı dövrə rejimində olan op amfiyanın çıxışını verir.Burada VOUT op amfiyanın çıxış terminalindəki voltajdır. ACL bağlı dövrə artımıdır. Bağlı dövrə artımı ACL, op amfiyasına bağlanmış geri qayıtma şəbəkəsi tərəfindən təyin edilir. VD = (V1 – V2) diferensial giriş voltajıdır. Geri qayıtmaya, çıxış terminalindən non-inversiya (+) terminalinə qayıdan sinyal tətbiq edilir. Pozitiv geri qayıtma, osilliatorlarda istifadə olunur. Gəri qayıtma, çıxış terminalindən inversiya (-) terminalinə qayıdan sinyal hissəsi ilə təyin olunur. Negativ geri qayıtma, amfifikasiya etmək üçün istifadə olunan op amfiyalara tətbiq olunur. Hər bir növ geri qayıtma, negativ və ya pozitiv, öz avantajlarını və dezavantajlarını var.