Оп амп или Оперативен амплификатор

Операционен амплитудер или оп амп е DC поврзан амплитудер со многу висок напонски генератор.

Оп амп е основно мултиетапен амплитудер во кој се поврзани неколку етапи на амплитудер во многу комплексен начин. Неговата внатрешна шема се состои од многу транзистори, ФЕТ и отпори. Сите ова заемаат многу мал простор. Затоа, тој е упацет во мал пакет и е достапен во формата на Интегрирана Шема (IC). Терминот Op Amp се користи за да обележи амплитудер кој може да биде конфигуриран да извршува различни операции како амплитудирање, одземање, диференцирање, собирање, интеграција итн. Пример е многу популарниот IC 741.

Симболот и неговата реална појава во формата на IC се прикажани подолу. Симболот изгледа како стрелка која значи дека сигналот текнува од излез до вход.

Влезни и излезни терминали на операционен амплитудер

Оп-амп има два влезни терминала и еден излезен терминал. Оп-амп исто така има два напонски терминала за приточување како што се види горе. Двата влезни терминала формираат диференцијален влез. Викаме ја терминалот, означена со негативен (-) знак како инверзен терминал, а терминалот означена со позитивен (+) знак како неинверзен терминал на операциониот амплитудер. Ако примениме сигнал на инверзниот терминал (-) тогаш амплитудираниот излезен сигнал е 180o извртено според применетиот влезен сигнал. Ако примениме сигнал на неинверзниот терминал (+) тогаш добиениот излезен сигнал ќе биде во фаза, т.е. нема да има фазна промена според влезниот сигнал.

Напонска приточување за операционен амплитудер

Како што се види од симболот на шемата, тој има два влезни напонски терминала +VCC и –VCC. За функционирање на оп-амп е потребна двополарна DC приточување. Во двополарната приточувања, +VCC се поврзува со позитивната DC приточување, а –VCC терминалот со негативната DC приточување. Меѓутоа, некои оп-амп можат да работат и со еднополарна приточување. Забележете дека нема заеднички землински терминал во оп-амп, затоа землината треба да се установи воншно.

Принцип на работа на оп-амп

Отворена лупа на операционен амплитудер

Како што се вели, оп-амп има диференцијален влез и једностран излез. Така, ако применуваме два сигнала, еден на инверзниот, а друг на неинверзниот терминал, идеалниот оп-амп ќе амплитудира разликата помеѓу двата применети влезни сигнали. Викаме ја оваа разлика помеѓу двата влезни сигнали како диференцијален влезен напон. Еквацијата подолу дава излезот на операциониот амплитудер.Каде VOUT е напонот на излезниот терминал на оп-амп. AOL е отворен-луп генератор за дадениот оп-амп и е константен (идеално). За IC 741 AOL е 2 x 105.
V1 е напонот на неинверзниот терминал.
V2 е напонот на инверзниот терминал.
(V1 – V2) е диференцијалниот влезен напон.
Јасно е од горенаведената еквација дека излезот ќе биде различен од нула само ако диференцијалниот влезен напон е различен од нула (V1 и V2 не се еднакви), и ќе биде нула ако V1 и V2 се еднакви. Забележете дека ова е идеална состојба, практички постојат мали несбалансирања во оп-амп. Отворен-луп генераторот на оп-амп е многу висок. Затоа, операциониот амплитудер со отворена лупа амплитудира мал применет диференцијален влезен напон до голема вредност.
Така, е точно дека ако применуваме мал диференцијален влезен напон, операциониот амплитудер го амплитудира до значителна вредност, но овој значителен излезен напон не може да надмине напонската приточување на оп-амп. Затоа не нарушува законот за запазвање на енергијата.

Затворена лупа

Работата на оп-амп што се објаснила горе беше за отворена лупа, без фидбек. Фидбекот се воведува во конфигурацијата со затворена лупа. Овој фидбек пат фиди излезниот сигнал назад кон влезот. Значи, на влезот, две сигнали се присутни едновремено. Едно од нив е оригиналниот применет сигнал, а другиот е фидбек сигнал. Еквацијата подолу покажува излезот на оп-амп со затворена лупа.Каде VOUT е напонот на излезниот терминал на оп-амп. ACL е генераторот со затворена лупа. Фидбек шемата поврзана со оп-амп определува генераторот со затворена лупа ACL. VD = (V1 – V2) е диференцијалниот влезен напон. Викаме ја фидбекот како позитивна ако фидбек патот фиди сигналот од излезниот терминал назад кон неинверзниот (+) терминал. Позитивниот фидбек се користи во осцилатори. Фидбекот е негативен ако фидбек патот фиди дел од сигналот од излезниот терминал назад кон инверзниот (-) терминал. Користиме негативен фидбек за оп-амп користени како амплитудери. Секој тип на фидбек, негативен или позитивен, има своите предности и недостатоци.

Позитивен фидбек ⇒ Осцилатор
Негативен фидбек ⇒ Амплитудер
Горенаведеното објаснување е најосновниот принцип на работа на операционите амплитудери.

Поддршка