Kiel funkcias operacianplificilo (O- Pamp)

Kiel Funkcias Operacia Amplifikilo?

Operacia amplifikilo (Op-Amp) estas altgrade integrita elektrona komponento vaste uzata en cirkvitoj por signaloamplifiko, filtrado, integriĝo, diferenciĝo kaj multaj aliaj aplikoj. Ĝia ĉefa funkcio estas amplifiki la diferencon de voltaĝo inter siaj du enigterminals. Jen klarigo pri kiel funkcias operacia amplifikilo kaj klavaj konceptoj:

1. Bazstrukturo

• Operacia amplifikilo tipike havas kvin pinojn:

• Ne-inversa Enigo (V+): Pozitiva eniga terminalo.

• Inversa Enigo (V−): Negativa eniga terminalo.

• Eligo (Vout): Amplifikita eliga signalo.

• Pozitiva Alimentado (Vcc): Pozitiva alimentada voltaĝo.

• Negativa Alimentado (Vee): Negativa alimentada voltaĝo.

2. Funkciaprincipo

Supozoj por Ideala Operacia Amplifikilo

• Senfina Gains: Ideale, la gains A de la op-amp estas senfina.

• Senfina Eniga Impedanco: La eniga impedanco Rin estas senfina, tio signifas ke la eniga koranto estas preskaŭ nula.

• Nula Eliga Impedanco: La eliga impedanco Rout estas nula, tio signifas ke la eliga koranto povas esti arbitra granda sen afekti la eligan voltaĝon.

• Senfina Banda larĝo: Ideale, la op-amp povas funkcii je ĉiuj frekvencoj sen iu ajn limigoj.

Karakterizoj de Reela Operacia Amplifikilo

• Finita Gains: En praktiko, la gains A de la op-amp estas finita, kutime en la amplekso de dek al la kvina potenco al dek al la sesa potenco.

• Finita Eniga Impedanco: La reala eniga impedanco ne estas senfina sed tre alta (megohm-nivelo).

• Ne-nula Eliga Impedanco: La reala eliga impedanco ne estas nula sed tre malalta.

• Finita Banda larĝo: La reala banda larĝo de la op-amp estas limita, kutime en la amplekso de centoj da kilohertzoj al megahertzoj.

3. Bazaj Funkciomodoj

Malfermita Cirkvito

Gains en Malfermita Cirkvito: En malfermita cirkvito, la gains A de la op-amp direktas amplifikas la diferencialan enigan voltaĝon.

Saturado: Pro la alta gains A, eĉ malgranda eniga voltaĝdiferenco povas kaŭzi ke la eliga voltaĝo atingas la limojn de la alimentadvoltaĝoj (t.e., Vcc aŭ Vee).

Fermita Cirkvito

Negativa Retroalimentado: Per enkonduko de negativa retroalimentado, la gains de la op-amp povas esti kontrolita por funkcii en rezonabla amplekso.

Cirkvito de Negativa Retroalimentado: Komunaj cirkvitoj de negativa retroalimentado inkluzivas inversigajn amplifikilojn, ne-inversigajn amplifikilojn kaj diferencialajn amplifikilojn.

Virtuala Mallonga Konektado kaj Virtuala Malferma Konektado: En cirkvitoj de negativa retroalimentado, la voltaĝoj je la du enigterminaloj de la op-amp estas preskaŭ egalaj (virtuala mallonga konektado), kaj la eniga koranto estas preskaŭ nula (virtuala malferma konektado).

4. Komunaj Aplikaciacirkvitoj

Inversiga Amplifikilo

Cirkvitostrukturo: La eniga signalo estas enkondukita tra rezistoro R1 al la inversiga enigo V−, kaj retroalimenta rezistoro Rf konektas la eligon Vout al la inversiga enigo V−.

Ne-inversiga Amplifikilo

Cirkvitostrukturo: La eniga signalo estas enkondukita tra rezistoro R1 al la ne-inversiga enigo V+, kaj retroalimenta rezistoro Rf konektas la eligon Vout al la inversiga enigo V−.

Diferenciala Amplifikilo

Cirkvitostrukturo: Du enigsignaloj estas aplikataj al la ne-inversiga enigo V+ kaj la inversiga enigo V−, kaj retroalimenta rezistoro Rf konektas la eligon Vout al la inversiga enigo V−.

5. Resumo

Operacia amplifikilo funkcias per amplifikado de la diferenco de voltaĝo inter siaj du enigterminaloj, kun la kernfunkcio bazanta sur alta gains kaj mekanismo de negativa retroalimentado. Per uzo de diversaj cirkvitostrukturoj, op-amps povas plenumi diversajn funkciojn kiel amplifiko, filtrado, integriĝo kaj diferenciĝo. Komprendado de la funkciaprincipoj kaj komunaj aplikaciacirkvitoj de op-amps estas esenca por dizainado kaj solvado de diversaj elektronikaj sistemoj.