Operasiyon amplifikator (O-Pamp) necə işləyir?

Operatsional amplyfikator necə işləyir?

Operatsional amplyfikator (Op-Amp) bir çox mühüm tətbiqlər üçün istifadə olunan, signalın artırılması, filtrlənməsi, inteqral və diferensial hesablamaları kimi funksiyalarda geniş istifadə edilən yüksək dərəcədə inteqrasiya edilmiş elektron komponentdir. Onun əsas funksiyası, iki daxili terminalindəki nəqil fərqini artırmaqdır. Burada operatsional amplyfikatorun işləmə prinsipi və əsas konseptsiyaların izahı verilir:

1. Əsas Struktur

• Operatsional amplyfikator adətən beş kontaktlıdır:

• Non-Inverting Input (V+): Mənfi daxili terminal.

• Inverting Input (V−): Mənfi daxili terminal.

• Output (Vout ): Artırılmış çıxış signali.

• Positive Supply (Vcc ): Müsbət qüvvə təchizat voltu.

• Negative Supply (Vee ): Mənfi qüvvə təchizat voltu.

2. İşləmə Prinsipi

İdeal Operatsional Amplyfikator üçün Qəbul Edilənlər

• Sonsuz Zəncir: İdeal olaraq, op-ampın zənciri A sonsuzdur.

• Sonsuz Daxili Impedans: Daxili impedans Rin sonsuzdur, yəni daxili cürəmək nəzəriyyən sıfıra bərabərdir.

• Sıfır Çıxış Impedansı: Çıxış impedansı Rout sıfırdır, yəni çıxış cürəməki hər hansı bir miqdar olaraq böyüdüb çıxış voltajını etkisizləşdirmək mümkündür.

• Sonsuz Kanal Genişliyi: İdeal olaraq, op-amp hər hansı bir frekvendada sınırsız şəkildə işləyə bilər.

Həqiqi Operatsional Amplyfikatorun Xüsusiyyətləri

• Məhdud Zəncir: Praktikada, op-ampın zənciri A məhduddur, adətən on beşin üstü ilə on altının üstü arasıdır.

• Məhdud Daxili Impedans: Həqiqi daxili impedans sonsuz deyil, lakin çox yüksəkdir (megom səviyyəsində).

• Sıfır Olmayan Çıxış Impedansı: Həqiqi çıxış impedansı sıfır deyil, lakin çox aşağıdır.

• Məhdud Kanal Genişliyi: Op-ampın həqiqi kanal genişliyi məhduddur, adətən yüz minlərlə kiloherc ilə megaherc arasıdır.

3. Əsas İşləmə Rejimləri

Açık Çevrə Konfigurasiyası

Açık Çevrə Zənciri: Açık çevrə konfigurasiyasında, op-ampın zənciri A diferensial daxili voltajı doğrudan artırır.

Doyma: Yüksək zəncir A-nın nəticəsində, kiçik daxili voltaj fərqi dahi çıxış voltajını qüvvə təchizat voltlarının limitlərinə (yəni Vcc və ya Vee) götürə bilər.

Bağlı Çevrə Konfigurasiyası

Mənfi Geri Bərpa: Mənfi geri bərpanın tətbiqi ilə, op-ampın zənciri münasib diapazona getirilə bilər.

Mənfi Geri Bərpa Səciyyəsi: Yaygın mənfi geri bərpa səciyyələri, inverting amplifikatorlar, non-inverting amplifikatorlar və diferensial amplifikatorlar daxildir.

Virtual Qısa və Virtual Açma: Mənfi geri bərpa səciyyələrində, op-ampın iki daxili terminalindəki voltajlar nəzəriyyən bərabərdir (virtual qısa), və daxili cürəmək nəzəriyyən sıfıra bərabərdir (virtual açma).

4. Yaygın Tətbiq Səciyyələri

Inverting Amplifikator

Səciyyə Strukturu: Daxili signal rezistor R1 vasitəsilə inverting daxili V −-yə daxil edilir, və geri bərpa rezistor Rf çıxış Vout-u inverting daxili V- -yə birləşdirir.

Vout u inverting daxili V- -yə birləşdirir.

Non-Inverting Amplifikator

Səciyyə Strukturu: Daxili signal rezistor R1 vasitəsilə non-inverting daxili V +-a daxil edilir, və geri bərpa rezistor Rf çıxış Vout-u inverting daxili V−-yə birləşdirir.

Diferensial Amplifikator

Səciyyə Strukturu: İki daxili signal non-inverting daxili V+ və inverting daxili V−-yə tətbiq olunur, və geri bərpa rezistor Rf çıxış V out-u inverting daxili V−-yə birləşdirir.V − .

5. Məlumat

Operatsional amplyfikator, iki daxili terminalindəki nəqil fərqini artırmaqla işləyir, əsas funksiyası yüksək zəncir və mənfi geri bərpa mekanizmlərinə dayanır. Fərqli səciyyə konfigurasiyalarından istifadə edərək, op-amp-lar artırmak, filtrləmək, inteqral və diferensial hesablamalar kimi müxtəlif funksiyalar yerinə yetirə bilər. Op-amp-ların işləmə prinsipləri və yaygın tətbiq səciyyələrinin anlayışı, müxtəlif elektron sistemlərin dizaynlanmasına və xətanın tapılmasına lazımdır.