Hvernig virkar forstækkari (O-Pamp)?
Hvernig virkar stjórnunaraforritari?
Stjórnunaraforritari (Op-Amp) er hágildi samþætta raforkutæki sem er almennt notað í rafrásar til aukunnar, sýninga, heildun, deildun og mörgum öðrum tilfærslum. Aðalvirkni hans er að auka mismuninn í spenna milli tveggja inntakspunktanna. Hér er skýring um hvernig stjórnunaraforritari virkar og aðalkröfur:
1. Grunnbygging
Stjórnunaraforritari hefur venjulega fimm spurningar:
Ekki-samskeyti inntak (V+): Einkvæmt inntak.
Samskeyti inntak (V−): Neikvæmt inntak.
Úttak (Vout ): Aukin úttakssignál.
Einkvæmt flæðisvirki (Vcc ): Einkvæmt virkispenna.
Neikvæmt flæðisvirki (Vee ): Neikvæmt virkispenna.
2. Virkningsregla
Fyrirmyndir fyrir fullkomnan stjórnunaraforritari
Óendanlegt aukn: Í mynd þá er auknin A á forritarinu óendanleg.
Óendanlegt inntakshlutfall: Inntakshlutfallið Rin er óendanlegt, sem merkir að inntaksströmið sé næstum núll.
Núll úttakshlutfall: Úttakshlutfallið Rout er núll, sem merkir að úttaksströmið geti verið af hvaða stærð sem er án þess að heimsetja úttaksspennu.
Óendanlegt bæðistétt: Í mynd þá getur forritari vinnað við allar tíðni án takmarkana.
Eiginleikar raunverulegs stjórnunaraforritarar
Endanlegt aukn: Í raun er auknin A á forritarinu endanleg, venjulega á bilinu frá tíu til fimmtu veldi upp í tíu til sjötta veldi.
Endanlegt inntakshlutfall: Raunverulegt inntakshlutfall er ekki óendanlegt en mjög hátt (megohms stig).
Ekki-núll úttakshlutfall: Raunverulegt úttakshlutfall er ekki núll en mjög lágt.
Endanlegt bæðistétt: Raunverulegt bæðistétt forritarans er takmarkað, venjulega á bilinu frá hundraðum kilohertz upp í megahertz.
3. Grunnstillingar
Opinn sleifustilling
Aukn í opnum sleifu: Í opnu sleifu stilling fer auknin A beint aukar mismuninn í inntaksspennu
Sætur: Vegna háa auknarins A, jafnvel smá inntaksspennudifferens getur valdið að úttaksspennan náði takmörkum virkispenna (d.á.m. Vcc eða Vee ).
Lokað sleifa
Neikvæmt endurbaka: Með innleiðingu neikvæds endurbaka má stjórna aukninni á forritarinum til að vinna innan skynsamlegs bils.
Neikvætt endurbaka rás: Almennar neikvæðar endurbaka rásir eru andhverfaforritarar, ekki-andhverfaforritarar og mismunforritarar.
Virtuella kort og virtuella opn: Í neikvæðum endurbaka rásir eru spennurnar á tveim inntakspunktum forritarans næstum jafnar (virtuellt kort), og inntaksströminn er næstum núll (virtuellt opn).
4. Almennar notkunarrásir
Andhverfanlegur forritari
Rásastilling: Inntakssignalin fer í gegnum viðstand R1 til andhverfa inntaksviðs V − , og endurbakaviðstand Rf tengir úttak
Vout til andhverfa inntaksviðs V- .
Ekki-andhverfanlegur forritari
Rásastilling: Inntakssignalin fer í gegnum viðstand R1 til ekki-andhverfa inntaksviðs V + , og endurbakaviðstand Rf tengir úttak Vout til andhverfa inntaksviðs V− .
Mismunforritari
Rásastilling: Tveir inntakssignalar eru færðir til ekki-andhverfa inntaksviðs V+ og andhverfa inntaksviðs V− , og endurbakaviðstand Rf tengir úttak V out til andhverfa inntaksviðs V − .
5. Samruni
Stjórnunaraforritari virkar með því að auka mismuninn í spenna milli tveggja inntakspunktanna, með aðalvirkni sem byggir á háa aukn og neikvæðum endurbaka mekanískum. Með að nota mismunandi rásastillingar geta forritarar gert mismunandi aðgerðir eins og aukun, sýning, heildun og deildun. Skilgreining á virkningsreglum og almennar notkunarrásir forritararar er mikilvæg fyrir hönnun og leit að villum í mismunandi rafkerfum.
