Операциялдык күчтештірігі (O- Pamp) қалай жұмыс істейді

Операциялық көбейткіш қалай жұмыс істейді?

Операциялық көбейткіш (Op-Amp) - бұл сигналды көбейту, фильтрлеу, интегралдау, дифференциалдау және басқа да қызметтер үшін схемаларда кеңінен қолданылатын деңгейі төменгі электронды компонент. Оның негізгі функциясы - екі енгізу пішініндегі напрямдамалар айырмашылығын көбейту. Мына операциялық көбейткіш қалай жұмыс істейді және негізгі концепциялар түсіндіріледі:

1. Негізгі құрылым

• Операциялық көбейткіште адатта бес пин болады:

• Теріс емес енгізу (V+): теріс емес енгізу пішіні.

• Теріс енгізу (V−): теріс енгізу пішіні.

• Шығыс (Vout ): көбейтілген шығыс сигналы.

• Оң жабдық (Vcc ): оң жабдық напрямдамасы.

• Теріс жабдық (Vee ): теріс жабдық напрямдамасы.

2. Жұмыс принципі

Идеалды операциялық көбейткіш үшін есептеулер

• Шексіз көбейткіш: Идеалды түрде, op-amp-тың көбейткіші A шексіз.

• Шексіз енгізу импедансы: Енгізу импедансы Rin шексіз, бұл енгізу ағысы өте аз болады деп мағыналандыратын.

• Нөл шығыс импедансы: Шығыс импедансы Rout нөл, бұл шығыс ағысы өте үлкен болса да шығыс напрямдамасына тәсіл етпейді деп мағыналандыратын.

• Шексіз деңгей: Идеалды түрде, op-amp барлық деңгейлерде шектеулеріз өткізетін.

Нақты операциялық көбейткіштің өзіндіктері

• Шектеулі көбейткіш: Нақты түрде, op-amp-тың көбейткіші A шектеулі, адатта он біннен миллионға дейін өзгереді.

• Шектеулі енгізу импедансы: Нақты енгізу импедансы шексіз емес, бірақ өте жоғары (мегомдар деңгейі).

• Нөл емес шығыс импедансы: Нақты шығыс импедансы нөл емес, бірақ өте төмен.

• Шектеулі деңгей: Нақты op-amp-тың деңгейі шектеулі, адатта бірнеше мегагерцтен бастап.

3. Негізгі қызмет режимдері

Ашық цикл конфигурациясы

Ашық циклдегі көбейткіш: Ашық цикл конфигурациясында, op-amp-тың көбейткіші A дифференциалды енгізу напрямдамасын туынды көбейтеді

Сытыру: Ыңғайсыз көбейткіш A себепті, өте аз енгізу напрямдамасының айырмашылығы шығыс напрямдамасын жабдық напрямдамасының шекараларына (яғни Vcc немесе Vee) жеткізеді.

Жабық цикл конфигурациясы

Теріс кері байланыс: Теріс кері байланысты енгізу арқылы, op-amp-тың көбейткіші өсу мен кему аралығында қолданылады.

Теріс кері байланыс схемасы: Кеңінен қолданылатын теріс кері байланыс схемалары - теріс амплитудалы көбейткіш, теріс емес амплитудалы көбейткіш және дифференциалды көбейткіш.

Виртуалды кіші және виртуалды ашық: Теріс кері байланыс схемаларында, op-amp-тың екі енгізу пішініндегі напрямдамалар өте тең (виртуалды кіші), ал енгізу ағысы өте аз (виртуалды ашық).

4. Кеңінен қолданылатын схемалар

Теріс амплитудалы көбейткіш

Схема құрылымы: Енгізу сигналы резистор R1 арқылы теріс енгізу V −-ге қосылады, ал кері байланыс резисторы Rf шығыс Vout-ты теріс енгізу V-ге қосады.

Теріс емес амплитудалы көбейткіш

Схема құрылымы: Енгізу сигналы резистор R1 арқылы теріс емес енгізу V +-ке қосылады, ал кері байланыс резисторы Rf шығыс Vout-ты теріс енгізу V−-ге қосады.

Дифференциалды көбейткіш

Схема құрылымы: Екі енгізу сигнала теріс емес енгізу V+ және теріс енгізу V−-ге қосылады, ал кері байланыс резисторы Rf шығыс V out-ты теріс енгізу V −-ге қосады.

5. Жалпылау

Операциялық көбейткіш өзінің екі енгізу пішініндегі напрямдамалар айырмашылығын көбейту арқылы жұмыс істейді, негізгі қызметі жоғары көбейткіш және теріс кері байланыс механизміне негізделген. Қызмет режимдерін және кеңінен қолданылатын схемаларды түсіну, op-amp-тарды қолдану, амплитудалы көбейту, фильтрлеу, интегралдау, дифференциалдау және басқа да қызметтер үшін маңызды. Электрондық системаларды проектирову және қателерді табу үшін op-amp-тардың жұмыс принциптері мен кеңінен қолданылатын схемаларын түсіну маңызды.