Operatsional amplyfikator yoki Op amp
Operatsional amplyfikator yoki op amp bu juda yuqori voltajali amplifikator bo'lib, uning DC ulashiga ega.
Op amp asosan bir qator amplifikator bosqichlardan iborat, ular orasida juda murakkab ulash mavjud. Uning ichki shemasi ko'plab tranzistorlar, FET va rezistorlardan iborat. Barcha bu komponentlar juda kichik maydonni egallaydi. Shuning uchun, u kichkina paketga joylashtiriladi va integratsiya shemasi (IC) shaklida mavjud. Op Amp termini amplifikatsiya, ayrish, farqlash, qo'shish, integratsiya va boshqa operatsiyalarni bajarishi mumkin bo'lgan amplifikatorni belgilash uchun ishlatiladi. Misol uchun, juda mashhur IC 741.
Uning simvoli va ichki shemasining IC shakli quyidagicha. Simvol odatda signalning chiqimdan kirishga borishini bildiradigan o'q emasligi ko'rinishida beriladi.
Operatsional amplyfikatorning kirish va chiqish terminali
Op-ampda ikkita kirish terminali va bitta chiqish terminali mavjud. Op-ampda yuklama voltaj terminali ham mavjud. Ikki kirish terminali differensial kirishni tashkil etadi. Biz negativ (-) belgili terminalni inverting terminal deb, musbat (+) belgili terminalni esa non-inverting terminal deb atamiz. Agar biz inverting terminalga (-) kirish signali berib, chiqish signali 180o fazadan o'zgaradi. Agar non-inverting terminalga (+) kirish signali berilsa, chiqish signali fazadan o'zgarmaydi, ya'ni fazaviy siljish yo'q.
Operatsional amplyfikator uchun energiya ta'minoti
Yuqorida ko'rsatilgan shematik belgisi orqali ikkita kiritish energiya manbalari terminali +VCC va –VCC mavjudligini ko'rib chiqamiz. Operatsional amplyatorning ishlashi uchun ikki polusli DC ta'minot zarur. Ikki polusli ta'minotda, +VCC terminalini musbat DC ta'minotga, –VCC terminalini esa manfiy DC ta'minotga ulaymiz. Biroq, ba'zi operatsional amplyatorlar bitta polusli ta'minotda ham ishlay oladi. Eslatma: operatsional amplyatorlarda umumiy zem terminali yo'q, shuning uchun zemni tashqaridan o'rnatish kerak.
Operatsional amplyatorning ishlash printsipi
Operatsional amplyatorning ochiq tsikldagi ishlashi
Yuqorida aytilganidek, op-ampda differensial kirish va bitta uchli chiqishi bor. Shunday qilib, agar biz birini inversiya terminaliga, ikkinchisini inversiya emas terminaliga ta'riflaymiz, ideal op-amp ikki ta'riflangan kirish signallari orasidagi farqni kuchaytiradi. Biz bu ikki kirish signallari orasidagi farqni differensial kirish voltaj deb atamiz. Quyidagi tenglama operatsional amplyfikatorning chiqishini beradi.
Bu yerda, VOUT op-ampning chiqish terminalidagi voltaj. AOL berilgan op-amp uchun ochiq doira kuchi bo'lib, ideal holatda doimiy. IC 741 uchun AOL 2 x 105.
V1 inversiya emas terminaldagi voltaj.
V2 inversiya terminaldagi voltaj.
(V1 – V2) differensial kirish voltaj.
Yuqoridagi tenglamadan kelib chiqqan holda, faqat va faqat differensial kirish voltaji nol emas (V1 va V2 teng emas) bo'lganda chiqish nol emas bo'ladi, va V1 va V2 teng bo'lganda chiqish nol bo'ladi. Eslatma, bu ideal holat, amaliyotda op-ampda kichik to'g'rilashlar mavjud. Op-ampning ochiq doira kuchi juda yuqori. Demak, ochiq doira operatsional amplyfikator kichik berilgan differensial kirish voltajini juda yuqori qiymatga kuchaytiradi.
Shuningdek, agar biz kichik differensial kirish voltajini ta'riflasak, operatsional amplyfikator uni nisbatan yuqori qiymatga kuchaytiradi, lekin bu nisbatan yuqori qiymat op-ampning ta'minlovchi voltajidan oshmaydi. Demak, energiya saqlanish qonuni buzilmaydi.
Yopiq doira rejimi
Yuqorida tushuntirilgan op-ampning ishlash usuli ochiq tsiklda, ya'ni o'ngacha qayta yuborilmagan holda bo'lgan. Biz yopiq tsiklga o'ngacha qayta yuborishni kiritamiz. Bu o'ngacha qayta yuborish yo'li chiqish signallarini kirishga yuboradi. Shuning uchun, kirishlarda ikkita signal bir vaqtning o'zida mavjud. Ulardan biri aslida taqdim etilgan signal, ikkinchi biri esa o'ngacha qayta yuboriladigan signal. Quyidagi tenglama yopiq tsikldagi op-ampning chiqishini ko'rsatadi.
Bu yerda VOUT op-ampning chiqish terminalidagi elektr kuchlanish hisoblanadi. ACL yopiq tsiklning zamonaviy koeffitsiyenti. Op-ampga ulangan o'ngacha qayta yuborish shemasi yopiq tsiklning zamonaviy koeffitsiyentini ACL aniqlaydi. VD = (V1 – V2) differensial kirish elektr kuchlanishi. Agar o'ngacha qayta yuborish yo'li chiqish terminalidan musbat (+) terminalga qaytib keladigan signalni taqdim etadigan bo'lsa, uni musbat deyamiz. Musbat o'ngacha qayta yuborish osillatorlarda ishlatiladi. O'ngacha qayta yuborish manfiy bo'ladi, agar o'ngacha qayta yuborish yo'li chiqish terminalidan qismi signalni salbiy (-) terminalga qaytib yuborsa. Manfiy o'ngacha qayta yuborishni amplyfikator sifatida ishlatiladigan op-ampga qo'llanamiz. Har bir turdagi o'ngacha qayta yuborish, manfiy yoki musbat, o'ziga xos afzalliklar va kamchiliklarga ega.
Musbat o'ngacha qayta yuborish ⇒ Osillator
Manfiy o'ngacha qayta yuborish ⇒ Amplifikator
Yuqoridagi tushuntirish eng sodda operatsional amplyfikatorlar ishlash printsipi.
Ideal op-amp xususiyatlari
Ideal op-amp quyidagi xususiyatlarni ega bo'lishi kerak:
Cheksiz voltaj zamonaviy koeffitsiyenti (Shundan keyin maksimal chiqish olinadi)
Cheksiz kirish qarshiliqligi (Shunday qilib, hozirgi biron qanday manba uni haydash mumkin)
Nol chiqish qarshiliqlik (Shunday qilib, yuk og'zining o'zgarishi chiqishda o'zgarishga sabab bo'lmaydi)
Cheksiz chastota diapazoni
Nol shovqin
Nol energiya ta'minlash radjosi (PSSR = 0)
Chekli bo'lgan umumiy rejim radjosi (CMMR = ∞)
Amaliy operatsional kattalashtruvchi
Yuqorida berilgan parametrlar orasida hech qaysi biri amaliy ravishda amalga oshirib bo'lmaydi. Amaliy yoki haqiqiy operatsional kattalashtruvchida bevosita qoldiriladigan kamchiliklar mavjud va shuning uchun uning xususiyatlari idealdan farqlaydi. Haqiqiy operatsional kattalashtruvchida nol emas va cheksiz parametrlar bo'ladi.
Operatsional kattalashtruvchining qo'llanmalar
Integrirovanniy operatsional kattalashtruvchilar IC larining barcha afzalliklarini taklif etadi, jumladan, yuqori ishonch, kichik hajm, arzon narx, kam energiya sarflanganligi. Ulardan inversiya kattalashtruvchisi va non-inversiya kattalashtruvchisi, birlik koeffitsientli buffer, yig'indilik kattalashtruvchisi, farqliyuvchi, integrator, qo'shuvchi, instrumentatsion kattalashtruvchi, Veyn ko'priq osillyator, Filtrlar va boshqa qo'llanmalarda foydalaniladi.
E'lon: Asl ma'lumotni hurmat bilan muhokama qiling, yaxshi maqolalar ulashishga layiqdir, agar huquq buzilsa, o'chirish uchun bog'laning.
