Progettazione PCB - Qual è il principio di amplificazione dell'amplificatore operativo?

Principio di base dell'amplificatore operativo

L'amplificatore operativo ha due terminali di ingresso e un terminale di uscita, come mostrato nella Figura 1-1. Il terminale di ingresso contrassegnato con "" è "terminale di ingresso in fase" piuttosto che terminale positivo), e l'altro terminale di ingresso contrassegnato con "1" è "terminale di ingresso inverso", che anche non può essere chiamato terminale negativo. Se gli stessi segnali sono in ingresso da questi due terminali di ingresso successivamente, allora il segnale di uscita con la stessa tensione ma polarità opposta sarà ottenuto all'estremità di uscita: l'uscita del segnale all'estremità di uscita è in fase con il segnale all'estremità di ingresso in fase e in fase con il segnale all'estremità di ingresso invertinte.

L'alimentatore collegato all'amplificatore operativo può essere singolo alimentatore o doppio alimentatore. L'amplificatore operativo ha alcune caratteristiche molto interessanti. L'applicazione flessibile di queste caratteristiche può ottenere molti usi unici. In generale, queste caratteristiche possono essere integrate in due:

1. Il fattore di amplificazione dell'amplificatore operativo è infinito.

2. La resistenza in ingresso dell'amplificatore operativo è infinita e la resistenza in uscita è zero.

Ora diamo un breve sguardo a quali conclusioni possono essere tratte a causa delle due caratteristiche di cui sopra.

Principio di base dell'amplificatore operativo

Prima di tutto, il fattore di amplificazione dell'amplificatore operativo è infinito, quindi finché la tensione di ingresso del suo ingresso non è zero, il terminale di uscita avrà la stessa tensione di uscita elevata dell'alimentazione positiva o negativa. La tensione di uscita dovrebbe essere infinita, ma è limitata dalla tensione di alimentazione.

Per essere precisi, se la tensione di ingresso del terminale di ingresso in fase è superiore a quella del terminale di ingresso inverso, anche se è solo un po 'più alta, il terminale di uscita dell'amplificatore operativo emetterà la stessa tensione della tensione di alimentazione positiva; Al contrario, se la tensione di ingresso del terminale di ingresso invertinte è superiore a quella del terminale di ingresso in fase, il terminale di uscita dell'amplificatore operativo emetterà la stessa tensione della tensione di alimentazione negativa (se l'amplificatore operativo utilizza un unico alimentatore, la tensione di uscita è zero).

In secondo luogo, poiché il fattore di amplificazione è infinito, l'amplificatore operativo non può essere utilizzato direttamente come amplificatore. Il segnale di uscita deve essere riportato all'ingresso invertinte (detto feedback negativo) per ridurre il suo fattore di amplificazione.

Come mostrato nella figura sinistra nella Figura 1-3, R1 viene utilizzato per restituire il segnale di uscita all'ingresso invertinte dell'amplificatore operativo. Poiché l'ingresso invertinte è opposto alla tensione di uscita, ridurrà il fattore di amplificazione del circuito. È un circuito di feedback negativo e la resistenza RF è anche chiamata resistenza di feedback negativo.

"Figura 1-3: metodo di connessione della resistenza di feedback dell'amplificatore operativo (sinistra: metodo di connessione inversa) figura 1-3: metodo di connessione della resistenza di feedback dell'amplificatore operativo (sinistra: metodo di connessione inversa, destra: metodo di connessione in fase)

Inoltre, poiché l'ingresso dell'amplificatore operativo è infinito, l'ingresso dell'amplificatore operativo non ha ingresso corrente - accetta solo tensione. Allo stesso modo, se immaginiamo che vi sia una resistenza infinita tra l'ingresso in fase e l'ingresso invertinte dell'amplificatore operativo, la tensione applicata alle due estremità della resistenza non può formare una corrente. Senza corrente, non ci sarà tensione ad entrambe le estremità della resistenza secondo la legge di Ohm, quindi, possiamo pensare che la tensione ai due ingressi dell'amplificatore operativo sia la stessa (in questo caso, la tensione è un po' come accorciare i due ingressi con un cavo, quindi chiamiamo questo fenomeno "virtual short").