Որպես է գործում օպերացիոն _amplifier (O- Pamp)ը

Ինչպե՞ս գործում է օպերացիոն հզորացնողը

Օպերացիոն հզորացնողը (Op-Amp) բարձրատարած ինտեգրացված էլեկտրոնային կոմպոնենտ է, որը լայնորեն օգտագործվում է շղթաներում սիգնալների հզորացման, ֆիլտրացման, ինտեգրման, դիֆերենցիացման և շատ այլ կիրառությունների համար։ Այն հիմնականում նախատեսված է հզորացնել իր երկու մուտքային կողմերի միջև կայացած նապատի տարբերությունը։ Այստեղ ներկայացված է օպերացիոն հզորացնողի աշխատանքի բացատրությունը և կարևոր հասկացությունները:

1. Հիմնական կառուցվածք

• Օպերացիոն հզորացնողը սովորաբար ունի հինգ գլուխակետ՝

• Ոչ հակադարձ մուտք (V+): դրական մուտքային կողմ։

• Հակադարձ մուտք (V−): բացասական մուտքային կողմ։

• Ելք (Vout): հզորացված ելքային սիգնալ։

• Դրական էլեկտրական կայունացում (Vcc): դրական էլեկտրական կայունացման նապատ։

• Բացասական էլեկտրական կայունացում (Vee): բացասական էլեկտրական կայունացման նապատ։

2. Աշխատանքի սկզբունք

İdeal օպերացիոն հզորացնողի ենթադրություններ

• Անսահման գեն Ա: İdeally, օպերացիոն հզորացնողի գեն Ա-ն անսահման է։

• Անսահման մուտքային իմպեդանս Ռin: Մուտքային իմպեդանսը անսահման է, որ նշանակում է, որ մուտքային հոսանքը գրեթե զրո է։

• Զրո ելքային իմպեդանս Ռout: Ելքային իմպեդանսը զրո է, որ նշանակում է, որ ելքային հոսանքը կարող է կամայական լինել, առանց ելքային նապատի փոփոխության։

• Անսահման հարթակային լայնույթ: İdeally, օպերացիոն հզորացնողը կարող է աշխատել բոլոր հաճախություններում առանց սահմանափակումների։

Իրական օպերացիոն հզորացնողի բնութագրեր

• Սահմանափակ գեն Ա: Իրականում օպերացիոն հզորացնողի գեն Ա-ն սահմանափակ է, սովորաբար տարածվում է տասնյակի 5-րդ աստիճանից մինչև տասնյակի 6-րդ աստիճանը։

• Սահմանափակ մուտքային իմպեդանս: Իրական մուտքային իմպեդանսը անսահման չէ, բայց շատ բարձր է (մեգոհմների մակարդակ)։

• Ոչ զրոյական ելքային իմպեդանս: Իրական ելքային իմպեդանսը զրո չէ, բայց շատ ցածր է։

• Սահմանափակ հարթակային լայնույթ: Իրական հարթակային լայնույթը սահմանափակ է, սովորաբար տարածվում է հարյուր կիլոհերցից մինչև մեգահերց։

3. Հիմնական աշխատանքային ռեժիմներ

Բաց շղթայի կառուցվածք

Բաց շղթայի գեն: Բաց շղթայի կառուցվածքում օպերացիոն հզորացնողի գեն Ա ուղղակիորեն հզորացնում է դիֆերենցիալ մուտքային նապատը

Սատուրացիա: Բարձր գեն Ա-ի պատճառով նույնիսկ փոքր մուտքային նապատի տարբերությունը կարող է առաջացնել ելքային նապատի հասնելու էլեկտրական կայունացման նապատների սահմանները (այսինքն, Vcc կամ Vee)։

Փակ շղթայի կառուցվածք

Բացասական հետադարձ կապ: Բացասական հետադարձ կապի ներմուծմամբ օպերացիոն հզորացնողի գենը կարող է կառավարվել աշխատելու տարբեր շարժման մեջ։

Բացասական հետադարձ կապի շղթա: Սովորական բացասական հետադարձ կապի շղթաները ներառում են հակադարձ հզորացնողներ, ոչ հակադարձ հզորացնողներ և դիֆերենցիալ հզորացնողներ։

Վիրտուալ կորտ և վիրտուալ բաց: Բացասական հետադարձ կապի շղթաներում օպերացիոն հզորացնողի երկու մուտքային կողմերի նապատները գրեթե հավասար են (վիրտուալ կորտ), և մուտքային հոսանքը գրեթե զրո է (վիրտուալ բաց)։

4. Սովորական կիրառության շղթաներ

Հակադարձ հզորացնող

Շղթայի կառուցվածք: Մուտքային սիգնալը ներառվում է դիմադրի միջոցով

Շղթայի կառուցվածք: Մուտքային սիգնալը ներառվում է դիմադր R1-ի միջոցով հակադարձ մուտք V − -ին, և հետադարձ կապի դիմադր Rf-ը միացնում է ելք Vout-ը հակադարձ մուտք V- ի հետ։

Ոչ հակադարձ հզորացնող

Շղթայի կառուցվածք: Մուտքային սիգնալը ներառվում է դիմադր R1-ի միջոցով ոչ հակադարձ մուտք V + -ին, և հետադարձ կապի դիմադր Rf-ը միացնում է ելք Vout-ը հակադարձ մուտք V− ի հետ։