როგორ მუშაობს ოპერაციული დამხმარე (O- Pamp)?

როგორ მუშაობს ოპერაციული დამრღვევი?

ოპერაციული დამრღვევი (Op-Amp) არის საკუთარი ქმნილების ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება წრედებში სიგნალების დამრღვევის, ფილტრირების, ინტეგრირების, დიფერენცირების და სხვა მიზნებისთვის. მისი ძირითადი ფუნქცია არის დარღვევა სიგნალის სხვაობის დროს მისი ორი შეყვანის ტერმინალების შორის. აქ არის ახსნა იმის შესახებ, როგორ მუშაობს ოპერაციული დამრღვევი და ძირითადი კონცეფციები:

1. ძირითადი სტრუქტურა

• ოპერაციული დამრღვევი ჩვეულებრივ აქვს ხუთი პინი:

• არაინვერსიული შეყვანა (V+): დადებითი შეყვანის ტერმინალი.

• ინვერსიული შეყვანა (V−): უარყოფითი შეყვანის ტერმინალი.

• გამოყვანა (Vout ): დამრღვევილი გამოყვანის სიგნალი.

• დადებითი საჭრელი (Vcc ): დადებითი საჭრელი დარღვევა.

• უარყოფითი საჭრელი (Vee ): უარყოფითი საჭრელი დარღვევა.

2. მუშაობის პრინციპი

არსებული შერჩევები იდეალური ოპერაციული დამრღვევისთვის

• უსასრულო დარღვევა: იდეალურად, დამრღვევის დარღვევა A უსასრულოა.

• უსასრულო შეყვანის იმპედანსი: შეყვანის იმპედანსი Rin უსასრულოა, რაც ნიშნავს, რომ შეყვანის დენი თითქმის ნულია.

• ნულოვანი გამოყვანის იმპედანსი: გამოყვანის იმპედანსი Rout ნულია, რაც ნიშნავს, რომ გამოყვანის დენი შეიძლება იყოს ნებისმიერი დიდი და არ შეიცვლება გამოყვანის დარღვევა.

• უსასრულო სიგრძე: იდეალურად, დამრღვევი შეიძლება მუშაობდეს ნებისმიერი სიხშირისთვის განზრახულობების გარეშე.

რეალური ოპერაციული დამრღვევის მახასიათებლები

• სასრული დარღვევა: პრაქტიკაში, დამრღვევის დარღვევა A სასრულია, ჩვეულებრივ მიდის ათი ხუთი ხარისხიდან ათი ექვს ხარისხამდე.

• სასრული შეყვანის იმპედანსი: ნამდვილი შეყვანის იმპედანსი არ არის უსასრულო, მაგრამ ძალიან მაღალი (მეგაომის დონე).

• არანულოვანი გამოყვანის იმპედანსი: ნამდვილი გამოყვანის იმპედანსი არ არის ნული, მაგრამ ძალიან დაბალი.

• სასრული სიგრძე: ნამდვილი დამრღვევის სიგრძე შეზღუდულია, ჩვეულებრივ მიდის ასოთა ათობითი კილოჰერციდან მეგაჰერცამდე.

3. ძირითადი მუშაობის რეჟიმები

ღია წრედის კონფიგურაცია

ღია წრედის დარღვევა: ღია წრედის კონფიგურაციაში, დამრღვევის დარღვევა A დირექტულად დარღვევს დიფერენციალურ შეყვანის დარღვევას

სატურაცია: დიდი დარღვევის A გამო, მცირე შეყვანის დარღვევის სხვაობა შეიძლება გამოწვევდეს გამოყვანის დარღვევის შესაძლებლობას საჭრელი დარღვევის ზღვარებამდე (ანუ Vcc ან Vee).

დახურული წრედის კონფიგურაცია

უარყოფითი უკან მიმართული სიგნალი: უარყოფითი უკან მიმართული სიგნალის შემდეგ, დამრღვევის დარღვევა შეიძლება დაკონტროლდეს რათა მუშაობდეს რაიმე რანგში.

უარყოფითი უკან მიმართული სიგნალის წრედი: ჩვეულებრივი უარყოფითი უკან მიმართული სიგნალის წრედები შეიცავს ინვერსიულ დამრღვევებს, არაინვერსიულ დამრღვევებს და დიფერენციალურ დამრღვევებს.

ვირტუალური მოკლე და ვირტუალური ღია: უარყოფითი უკან მიმართული სიგნალის წრედებში, დამრღვევის ორი შეყვანის ტერმინალის დარღვევები თითქმის ტოლია (ვირტუალური მოკლე), და შეყვანის დენი თითქმის ნულია (ვირტუალური ღია).

4. ჩვეულებრივი გამოყენების წრედები

ინვერსიული დამრღვევი

წრედის სტრუქტურა: შეყვანის სიგნალი ჩადებულია რეზისტორით R1 ინვერსიულ შეყვანაში V −, და უკან მიმართული რეზისტორი Rf აკავშირებს გამოყვანას Vout ინვერსიულ შეყვანას V- .

არაინვერსიული დამრღვევი

წრედის სტრუქტურა: შეყვანის სიგნალი ჩადებულია რეზისტორით R1 არაინვერსიულ შეყვანაში V +, და უკან მიმართული რეზისტორი Rf აკავშირებს გამოყვანას Vout ინვერსიულ შეყვანას V− .

დიფერენციალური დამრღვევი

წრედის სტრუქტურა: ორი შეყვანის სიგნალი ჩადებულია არაინვერსიულ შეყვანაში V+ და ინვერსიულ შეყვანაში V−, და უკან მიმართული რეზისტორი Rf აკავშირებს გამოყვანას V out ინვერსიულ შეყვანას V − .

5. შეჯამება

ოპერაციული დამრღვევი მუშაობს დარღვევით სიგნალების სხვაობის შესახებ მისი ორი შეყვანის ტერმინალების შორის, რომელიც დაყრდნობილია დიდ დარღვევაზე და უარყოფით უკან მიმართულ სიგნალზე. სხვადასხვა წრედის კონფიგურაციების გამოყენებით, დამრღვევები შეიძლება შესრულონ სხვადასხვა ფუნქციები, როგორიცაა დარღვევა, ფილტრირება, ინტეგრირება და დიფერენცირება. დამრღვევების მუშაობის პრინციპებისა და ჩვეულებრივი გამოყენების წრედების გაგება აუცილებელია სხვადასხვა ელექტრონულ სისტემების დიზაინისა და დახრილობის დასახელებისთვის.