Op amp eða stjórnunarræktarforstækja

Electrical4u

Svæði: Grunnar af elektrú

China

Stafanforstækkari eða op amp er DC tengdur spennustefnuforstækkari með mjög hátt forstækkargildi.

Op amp er í raun margfaldur forstækkari þar sem margir forstækkar eru tengdir saman á mjög flókna máta. Innri skipulag hans inniheldur mörg fet og spennumörk. Allt þetta tekur upp mjög lítið pláss.
Svo er hann pakkaður í litla pakka og fæst í Sameiginlegt afli (IC) formi. Orðið Op Amp er notað til að tákna forstækkara sem hægt er að stilla til að framkvæma ýmis aðgerðir eins og forstækkun, frádrátt, deildun, samlagning, heildun o.s.frv. Dæmi um það er mjög vinsælt IC 741.

Táknið og virkni hans í IC formi er sýnt hér fyrir neðan. Táknið birtist sem ör sem merkir að skilaboðin ferðast frá úttaki til inntaks. op-amp symbol of op-amp

Inntaks- og úttakspunktir stafanforstækkara

Op-amp hefur tvö inntakspunkta og einn úttakspunkt. Op-amp hefur einnig tvo spennusupply punkta eins og sýnt er að ofan. Tvö inntakspunktar mynda mismunarspennu. Við köllum punktinn með neikvæðum (-) merki viðskiptapunkt og punktinn með jákvæðu (+) merki ekki-viðskiptapunkt stafanforstækkara. Ef við gefum inntaksskilaboð við viðskiptapunkt (-) þá verða forstækt úttaksskilaboð 180o ósamfallandi við gefin inntaksskilaboð. Ef við gefum inntaksskilaboð við ekki-viðskiptapunkt (+) þá verða úttaksskilaboðin samfallandi, þ.e. þeir munu hafa engan tímaprestun við inntaksskilaboðin.

Spennaupply stafanforstækkara

Sjáðu á skemmunni að ofan, hún hefur tvo inntakspunkta fyrir spennaupply +VCC og –VCC. Fyrir virkni op-amps er tvíþyngd DC supply nauðsynlegt. Í tvíþyngd supply tengjum við +VCC við jákvæða DC supply og –VCC við neikvæða DC supply. En nokkur op-amps geta einnig virkað á einþyngd supply. Athugið að það er enginn sameiginlegur jörðarpunktur í op-amps svo jörðarfylgja verður búin til ytri.

Virkni op-amps

Opnloop virkni stafanforstækkara

Sama og sagt var á undan, op-amp hefur mismunarspennu inntak og einnig úttak. Ef við gefum tvo skilaboð, annað við inntakspunktinn og annað við ekki-inntakspunktinn, mun fullkominn op-amp forstækka mismuninn á tveimur inntaksskilaboðum. Við köllum þennan mismun mismunarspenna. Jafnan hér að neðan sýnir úttakið stafanforstækkara.Þar sem VOUT er spenna á úttakspunkt op-amps. AOL er opnloop forstækkun fyrir gefinn op-amp og er fast (fullkominn). Fyrir IC 741 er AOL 2 x 105.
V1 er spenna við ekki-inntakspunkt.
V2 er spenna við inntakspunkt.
(V1 – V2) er mismunarspenna.
Í ljós kemur af jöfnunni að úttakið verður ekki-null ef og aðeins ef mismunarspennan er ekki-null (V1 og V2 eru ekki jafn), og verður null ef bæði V1 og V2 eru jafn. Athugið að þetta er fullkominn staður, í raun eru smá ójöfnhöld í op-amp. Opnloop forstækkun op-amps er mjög há. Svo forstækkar opnloop stafanforstækkari litla mismunarspennu til mikils gildis.
Athugið að ef við gefum lítla mismunarspennu, forstækkar stafanforstækkari hana til mikið gildi en þetta mikið gildi á úttakinu getur ekki orðið of hært fyrir supply spennu op-amps. Svo brotnar hann ekki lögunni um sparnað orku.

Lokað loop virkni

Virknin op-amps sem lýst var á undan var fyrir opnloop, dvs. án feedback. Við koma feedback í lokad loop skipulagi. Þessi feedback leið leiðir úttaksskilaboð til inntaks. Svo eru tvö skilaboð á inntaks á sama tíma. Eitt af þeim er upprunalega gefið skilaboð, og annað er feedback skilaboð. Jafnan hér að neðan sýnir úttakið lokad loop op-amps.Þar sem VOUT er spenna á úttakspunkt op-amps. ACL er lokað loop forstækkun. Feedback circuit tengdur við op-amp ákvarðar lokað loop forstækkun ACL. VD = (V1 – V2) er mismunarspenna. Við segjum að feedback sé jákvæð ef feedback leið leiðir skilaboð frá úttakspunkt til ekki-inntakspunkt (+). Jákvæð feedback er notað í sviflari. Feedback er neikvæð ef feedback leið leiðir hluta af skilaboðum frá úttakspunkt til inntakspunkt (-). Við notum neikvæð feedback til op-amps sem notaðir eru sem forstækkar. Hver tegund af feedback, neikvæð eða jákvæð, hefur sína kosti og galla.