Kif funzjona l-amplifikatur operattiv (O- Pamp)?
Kif funzjona l-Amplifikatur Operazzjonali?
L-Amplifikatur Operazzjonali (Op-Amp) hu komponent elettroniku moħtieg ħafna u mitluf fit-tiswil tal-kurrijiet għal amplifikazzjoni tas-silġ, filtru, integrazzjoni, differenzjazzjoni u applikazzjonijiet oħra. Il-funzjoni primarja tiegħu hija ta' amplifikazzjoni ta' differenza fil-volttagġ bejn it-tnejn tal-inpuż tagħha. Hawn taf kif funzjona l-amplifikatur operazzjonali u konċetti importanti:
1. Struttura Bażika
L-amplifikatur operazzjonali solitament jkollu ħames pinuri:
Inpuż Non-Inverting (V+): Terminus inpuż pożittiv.
Inpuż Inverting (V−): Terminus inpuż negattiv.
Outpuż (Vout): Segnjal outpuż amplifikat.
Fornitura Pożittiva (Vcc): Volttagġ tal-fornitura pożittiv.
Fornitura Negattiva (Vee): Volttagġ tal-fornitura negattiv.
2. Prinċipju ta' Funzionament
Assumizzjonijiet għal Amplifikatur Operazzjonali Ideal
Gananzija Infinita: Fl-ideal, il-gananzija A tal-op-amp hija infinita.
Impedanza tal-Inpuż Infinita: L-impedanza tal-inpuż Rin hija infinita, li ma'nna l-kurrent tal-inpuż huwa qrib kemm jissib zero.
Impedanza tal-Outpuż Zero: L-impedanza tal-outpuż Rout hija zero, li ma'nna l-kurrent tal-outpuż jista' tkun arbitrariament kbir mingħajr ma taħdemx fuq il-volttagġ tal-outpuż.
Amplitudine Infinita: Fl-ideal, l-op-amp jista' jopera fl-ħalik tat-tfieħet mingħajr limiti.
Karatteristiki tal-Amplifikatur Operazzjonali Reali
Gananzija Finita: Fil-prattika, il-gananzija A tal-op-amp hija finita, tipikament mill-qasam tal-ħamsa lill-qasam tas-sitt.
Impedanza tal-Inpuż Finita: L-impedanza reale tal-inpuż mhux infinita imma hija ħafna wusqa (livell ta' megohms).
Impedanza tal-Outpuż Non-Zero: L-impedanza reale tal-outpuż mhux zero imma hija ħafna żgħira.
Amplitudine Finita: L-amplitudine reale tal-op-amp hija limitata, tipikament mill-mija tal-kilohertz sa milhertz.
3. Modi Bażiċi ta' Funzionament
Konfigurazzjoni Open-Loop
Gananzija Open-Loop: Fil-konfigurazzjoni open-loop, il-gananzija A tal-op-amp amplifika direttament id-differenza fil-volttagġ tal-inpuż differenzjali.
Satūrazzjoni: Għall-gananzija wusqa A, anke differenza qasira fil-volttagġ tal-inpuż tista' tigħadid il-volttagġ tal-outpuż is-silġ tal-limiti tal-volttagġ tal-fornitura (jiġifieri, Vcc jew Vee).
Konfigurazzjoni Closed-Loop
Feedback Negattiv: Permezz tal-introduzzjoni tal-feedback negattiv, il-gananzija tal-op-amp tista' tkun kontroljata biex topera f'daqqs ragunevoli.
Ċirkwit tal-Feedback Negattiv: Iċ-ċirkwit tal-feedback negattiv komuni inklużu l-amplifikaturi inverting, non-inverting, u differenziali.
Virtual Short u Virtual Open: Fil-ċirkwit tal-feedback negattiv, il-volttagġ fit-tnejn tal-inpuż tal-op-amp huma qrib kemm jissib ugwal (virtual short), u l-kurrent tal-inpuż huwa qrib kemm jissib zero (virtual open).
4. Ċirkwit Komuni tal-Applikazzjonijiet
Amplifikatur Inverting
Struttura tal-Ċirkwit: Is-silġ tal-inpuż jiġi mpassat permezz tal-resistor R1 għal inpuż inverting V − , u resistor feedback Rf ikolleġġa l-outpuż Vout mal-inpuż inverting V- .
Amplifikatur Non-Inverting
Struttura tal-Ċirkwit: Is-silġ tal-inpuż jiġi mpassat permezz tal-resistor R1 għal inpuż non-inverting V + , u resistor feedback Rf ikolleġġa l-outpuż Vout mal-inpuż inverting V− .
Amplifikatur Differenzjali
Struttura tal-Ċirkwit: Żewġ silġ tal-inpuż jiġu applicati għal inpuż non-inverting V+ u inpuż inverting V− , u resistor feedback Rf ikolleġġa l-outpuż V out mal-inpuż inverting V − .
5. Riassumu
L-amplifikatur operazzjonali jfunzjona b'amplifikazzjoni tad-differenza fil-volttagġ bejn it-tnejn tal-inpuż tagħha, bil-funzjonalità qabel il-kull tirreġġa 'l gananzija wusqa u mekanismi tal-feedback negattiv. Pereżempju, permezz ta' diversi konfigurazzjonijiet tal-ċirkwit, l-op-amps jistgħu jagħmlu funzjonijiet differenti kif amplifikazzjoni, filtru, integrazzjoni, u differenzjazzjoni. Taf il-prinċipji tal-funzionament u l-ċirkwit komuni tal-applikazzjonijiet tal-op-amps huwa essenzjali għat-tiswil u t-troubleshooting ta' sistemi elettroniki differenti.
