Kā darbojas operācijas vairotniks (O- Pamp)
Kā Darbojas Operāciju Palielinātājs?
Operāciju palielinātājs (Op-Amp) ir augsti integrēts elektronisks komponents, plaši izmantots shēmās signālu pastiprināšanai, filtrēšanai, integrēšanai, diferencēšanai un daudzām citām lietojumprogrammām. Tā galvenā funkcija ir pastiprināt sprieguma atšķirību starp abiem tā ievades kontaktpunktiem. Lūk, operāciju palielinātāja darbības izskaidrojums un galvenie jēdzieni:
1. Pamata Struktūra
Parasti operāciju palielinātājam ir pieci kontakti:
Nepārtrauktais Ievades Kontaktpunkts (V+): Pozitīvais ievades kontaktpunkts.
Pārtrauktais Ievades Kontaktpunkts (V−): Negatīvais ievades kontaktpunkts.
Izeja (Vout ): Pastiprināts izvades signāls.
Pozitīvā Piegāde (Vcc ): Pozitīvais elektropiegādes spriegums.
Negatīvā Piegāde (Vee ): Negatīvais elektropiegādes spriegums.
2. Darbības Princips
Apmeklējumi Ideālam Operāciju Palielinātājam
Bezgalīga Pastiprinājums: Ideālā gadījumā op-ampa pastiprinājums A ir bezgalīgs.
Bezgalīga Ievades Impedance: Ievades impedance Rin ir bezgalīga, nozīmējot, ka ievades strāva ir gandrīz nulle.
Nulle Izvades Impedance: Izvades impedance Rout ir nulle, nozīmējot, ka izvades strāva var būt pat labi liela, neietekmējot izvades spriegumu.
Bezgalīga Frekvences Platība: Ideālā gadījumā op-amps var darboties visās frekvencēs bez ierobežojumiem.
Reāla Operāciju Palielinātāja Īpašības
Īstens Pastiprinājums: Praksē op-ampa pastiprinājums A ir ierobežots, parasti sasniedzot desmit ciparu piektajā pakāpē līdz desmit ciparu sestajai pakāpei.
Īstena Ievades Impedance: Faktiskā ievades impedance nav bezgalīga, bet ir ļoti augsta (megomu līmenī).
Nenulle Izvades Impedance: Faktiskā izvades impedance nav nulle, bet ir ļoti zema.
Īstena Frekvences Platība: Faktiskā op-ampa frekvences platība ir ierobežota, parasti sasniedzot simtus kiloheertzus līdz megahertus.
3. Pamata Darbības Režīmi
Atvērts Loks
Atvērtais Loka Pastiprinājums: Atvērtā lokā op-ampa pastiprinājums A tieši pastiprina diferenciālo ievades spriegumu.
Saturēšana: Augstā pastiprinājuma dēļ pat mazs ievades sprieguma atšķirības var izraisīt izvades sprieguma sasniegšanu pie elektropiegādes robežspriegumiem (t.i., Vcc vai Vee ).
Aizvērts Loks
Negatīvā Atgriezeniskā Saite: Ieviešot negatīvo atgriezenisko saiti, var kontrolēt op-ampa pastiprinājumu, lai tas darbotos saprātīgā apmērā.
Negatīvā Atgriezeniskās Saites Shēmas: Parastās negatīvās atgriezeniskās saites shēmas ietver inversājos pastiprinātājus, nepārtrauktos pastiprinātājus un diferenciālos pastiprinātājus.
Virtuālais īss un Virtuālais atvērts: Negatīvās atgriezeniskās saites shēmās op-ampa divu ievades kontaktpunktu spriegumi ir gandrīz vienādi (virtuālais īss), un ievades strāva ir gandrīz nulle (virtuālais atvērts).
4. Bieži Sastopamas Lietošanas Shēmas
Inversājo Pastiprinātāju Shēma
Shēmas Struktūra: Ievades signāls tiek nodots caur rezistoru R1 uz pārtraukto ievades kontaktpunktu V − , un atgriezeniskās saites rezisors Rf savieno izvadi Vout ar pārtraukto ievades kontaktpunktu V- .
Nepārtraukto Pastiprinātāju Shēma
Shēmas Struktūra: Ievades signāls tiek nodots caur rezistoru R1 uz nepārtraukto ievades kontaktpunktu V + , un atgriezeniskās saites rezisors Rf savieno izvadi Vout ar pārtraukto ievades kontaktpunktu V− .
Diferenciālo Pastiprinātāju Shēma
Shēmas Struktūra: Divi ievades signāli tiek piemēroti nepārtrauktajam ievades kontaktpunktam V+ un pārtrauktajam ievades kontaktpunktam V− , un atgriezeniskās saites rezisors Rf savieno izvadi V out ar pārtraukto ievades kontaktpunktu V − .
5. Kopsavilkums
Operāciju palielinātājs darbojas, pastiprinot sprieguma atšķirību starp abiem tā ievades kontaktpunktiem, ar galveno funkcionalitāti balstoties uz augstu pastiprinājumu un negatīvo atgriezenisko saiti. Izmantojot dažādas shēmu konfigurācijas, op-ampi var veikt dažādas funkcijas, piemēram, pastiprināšanu, filtrēšanu, integrēšanu un diferencēšanu. Operāciju palielinātāju darbības principu un bieži sastopamo lietošanas shēmu izpratne ir būtiska dažādu elektronisko sistēmu dizainam un problēmu novēršanai.
