Elektronik tasarım - Operasyon arttırıcısının temel anlaşılması

Ameliyat arttırıcıları hakkında daha iyi öğrenmek için, bu 16 soru ve cevaplar operasyon arttırıcıları temel olarak kendini çabuk tanıyabilir.

1. Genelde, dönüştürücü/faz amplifikatörü devrelerde denge dirençliği olacak. Bu dengeleme direnişinin fonksiyonu nedir?

(1) Çip içerisindeki transistorlara uygun bir durum sağlayın.

Çip içerisindeki devreler genellikle doğrudan birleştirilir. Bu, statik çalışma noktasını otomatik olarak ayarlayabilir. Ancak, eğer bir girdi pin elektrik temsiline doğrudan bağlı olursa, onun otomatik ayarlama fonksiyonu abnormal, çünkü çip içerisindeki transistorler yeryüzü kabının voltajını arttıramaz ya da elektrik temsilinin voltajını indirmez, bu da çip'e yol açan, sanal kısa ve sanal kırıklığın şartlarına uymaz, devre ayrı olarak analiz edilmeli.

(2) Çıkış voltasyonunda statik temel akışının etkisini yok etmek için büyüklük, iki girdi terminallerinde dış DC yolunun eşit dirençliğiyle dengelenmelidir. Bu da adının sebebi.

2. Geri dönüş dirençliği [/ H1] (1) üzerindeki bir kapasitör olan, faz boyunca proporsyonal operasyonel amplifikatörün fonksiyonu nedir? Geri dönüş dirençleri ve kapasitörü yerel yüksek frekans genişletilmesi için özellikle güçlü bir yüksek geç filtrü oluşturuyor.

(2) Kendi heyecanlarını engelleyin.

Operasyon arttırıcısının temel anlaşılması

3. Eğer operasyon amplifikatörünün fırsatlı amplifikatörü devreyi dengeleme direnişle bağlantılı değilse, nasıl sonuçlar?

Ameliyat amplifikatörünü yakmak ameliyat amplifikatörünü zarar verebilir ve dirençlik voltaj bölümünün rolünü oynayabilir.

4. Aşağı düşürme dirençleri operasyon amplifikatörünün girişinde kapasitörü yükseltmekte ne rol oynayabilir?

Özel bağlantıya bağlı olan pozitif geri verme ve negatif geri verme sorunu elde etmek. Örneğin, eğer şu and a girdi voltajı sinyalini ve çıkış voltajı sinyalini alırsam, sonra girdi bölümüne bağlamak için bir kablo çıkarırsam, sonra yukarıdaki direniyet yüzünden çıkış sinyalinin bir parçası direniyet geçtikten sonra voltaj değerini alır, girdi voltajını azaltmak için girdi voltajı sürdürürsem, bu da negatif bir geri dönüşür. Çünkü sinyal kaynağı tarafından sinyal çıkışı sürekli sürekli sürekli, çıkış sinyali negatif gerileme tarafından düzeltebilir.

5. Operasyon amplifikatörü bir integratöre bağlı. Bütünleştirme kapasitesinin her iki tarafında paralel dirençli RF rolü nedir?

Çıkış voltajını kontrolden çıkarmasını engellemek için kullanılır.

6. Niye dirençler ve kapasitörler genelde operasyon amplifikatörlerinin girişinde serilerde bağlanıyorlar?

Eğer operasyon amplifikatörünün iç devriyle tanıdığınız zaman, operasyon amplifikatörünün birkaç transistor veya MOS tüpüden oluşan ne olursa olsun bileceksiniz. Dışarı komponentlerin yokluğunda operasyon genişletici bir karşılaştırıcıdır. Fazi terminalinde voltaj yüksek olduğunda pozitif voltaj benzeri bir seviye çıkarır ve tersine... Ama bu operasyon amplifikatörü biraz kullanılmaz gibi görünüyor. Sadece dışarıdaki devre geri dönüşü şeklinde oluşturduğunda, operasyon arttırıcısı arttırıcı, dönüşü ve bunlardan başka bir şey olabilir.

7. Eğer operasyonal amplifikatörün faz genişleme devresinin dengelenmesi yanlış olursa, nasıl sonuçlar?

(1) Fazi dönüştürme terminali dengelenmedir ve giriş 0 olduğunda da çıkış yapacaktır. Girdi sinyali girdiğinde, çıkış değeri her zaman teoretik çıkış değerinden daha büyük (ya da daha küçük) bir sabit sayıdır.

(2) Girdi tarafından sebep olan hata ağımdaki tarafından yok edilemez.

8. Ideal integral bir operasyon amplifikatörünün amplifikasyon faktörü nedir, giriş impedansı nedir?

Büyütme sonsuzdur, giriş impedansı sonsuzdur, ve aynı yön girişi ve tersi girişi arasındaki voltaj neredeyse aynı (0 değil!!! (10V tersi sonda ve 9.99999v tersi sonda)

9. Affedersiniz, neden ideal bir operasyon amplifikatörü sonsuz kazanıyor?

(1) Ameliyat arttırıcısının gerçek açık döngüsü 100000'den fazlasıdır. Bu çok, çok büyük. Bu yüzden, gerçek operasyon amplifikatörünün açık döngüsü sonsuz olarak hayal edilir ve sanal toprak üretildi.

(2) Çalıştırılmış sanal toprak sadece dönüştürme amplifikatörü için.

Kitabda çalışma amplifikatörünün açık döngüsünün kazanması sonsuz, böylece devre tasarladığımızda kapalı döngü kazanması açık döngüsünün kazanmasıyla sınırlı olamaz, ancak sadece dış komponentlere bağlı olabilir. Kapılmış döngü kazanımın stabiliyeti için büyük açık döngü kazanılması.

(3) Sanal toprak sadece operasyonal amplifikatör negatif geri dönüşüyle bağlantılı olduğunda dönüştürücü amplifikatör değildir; Pozitif verilemede sanal yer yok.

(4) Eğer kazanç küçük olursa, çıkış voltajı için, işlemsel amplifikatörün her iki tarafında uygulanan voltajlar arasındaki fark relativ büyükdür. Eğer negatif geri dönüş durumlarına bağlanılırsa, operasyon amplifikatörünün her iki tarafındaki voltaj uyumsuz olacak ve artırma hatasına sebep olur.

(5) Operasyon arttırıcısı "sanal kısa" için iki şartlar var:

1) Açık döngü bir operasyon arttırıcısı yeterince büyük olmalı;

2) negatif geri dönüş devreleri olacak.

İlk olarak, operasyonel amplifikatörün çıkış voltajı Vo pozitif faz girdi voltajı ve a çık döngüsünün bir operasyonal amplifikatörü ile çarpılan tersi faz girdi voltajı arasındaki farklı vid ile eşit olduğunu biliyoruz. İşte, VO = vid * a = (VI - VI -) * a (1) operasyonal amplifikatörün çıkış voltajı pratik olarak elektrik teslimatının voltajını a şmayacağı için sınırlı bir değerdir.

Bu durumda, bir büyük ise, (VI - VI -) küçük olmalı; Eğer (VI - VI -) belli bir şekilde küçük olursa, aslında bunu 0 olarak kabul edebiliriz. Bu zamanda, VI = VI olacak, yani, operasyon amplifikatörünün fırsatlı girişindeki voltaj, birlikte bağlanmış gibi görünüyor, dönüşüm girişindeki voltaj eşittir. Buna "sanal kısa devre" denir. Onların gerçekten bağlantısı olmadığını ve onların arasında, aklında tutulmalı dirençlik var.

Yukarıdaki tartışmada "sanal kısa" sonuçlarını nasıl bulacağız?

Başlangıç noktasımız formül (1), bu da operasyon genişletici karakteridir. Sorun yok. Emin olabiliriz. Sonra iki önemli tahmin ettik. Birincisi, operasyon amplifikatörünün çıkış voltajı sınırlı, bu sorun değil. Elbette, operasyonel amplifikatörün çıkışı enerji üretimini aşmayacak. Bu tahmin doğru, bu yüzden gelecekte bunu söylemeyiz. İkincisi, a çık döngü operasyon amplifikatörünün bir kazanması çok büyük.

Normal bir operasyon amplifikatörü genellikle 10'un 6, 7'nin ya da daha yüksektir. Bu tahmin genellikle sorun değil, ama operasyon genişleticilerinin gerçek açık döngüsünün de çalışma durumlarına bağlı olduğunu unutmayın. Çizgi bölgeden ayrılırsanız, a kesinlikle büyük değil. Bu yüzden ikinci tahmin şartlı. Bunu ilk hatırlayalım.

Bu yüzden, a çık döngü bir operasyon amplifikatörünün büyüklüğünü kazandığında operasyon amplifikatörü "sanal kısa" olabilir. Ama bu sadece bir olasılık, otomatik değil. Kimse operasyon genişleticisinin iki girişi "sanal kısa"“ "sanal kısa" olduğuna inanmayacak. Sadece özel bir devre içinde gerçekleştirilebilir.

"Sanal kısa" varlığının şartları:

1) Açık döngü bir operasyon arttırıcısı yeterince büyük olmalı;

2) negatif geri dönüş devreleri olacak.

"Sanal kısa" koşullarını anladıktan sonra devre analizi için "sanal kısa" kullanamayız. Aslında, durum (1) çoğu operasyon genişletici için doğru ve anahtar çalışma alanına bağlı.

Eğer kitaptaki devre ise hesaplama ile yargılayın. Eğer gerçek bir devre ise, operasyon amplifikatörünün çıkış voltasyonu araçları ölçerek mantıklı olup olmadığını bilebilirsiniz. "Sanal kısa" ile alakalı başka bir durum "sanal toprak" denir, yani giriş terminalinin yerleştirildiğinde "sanal kısa" denir, yani yeni bir durum değil.

Bazı kitaplar "sanal kısa" diyor ki, sadece derin negatif geri verme durumu altında kullanılabilir. Bunun doğru olduğunu sanmıyorum. Bence temel düşünce, derin negatif geri dönüş durumunda operasyon amp'nin lineer bölgesinde çalışması daha büyük ihtimalle olduğunu düşünüyorum. Ama bu doğru değil. İçeri sinyali fazla büyük olduğunda, derin negatif geri dönüşü olan operasyon amp hâlâ saturasyonuna girer.

Bu yüzden, çıkış voltaj değerinden güvenilir olarak yargılanmalı.

10. Girdi sinyali faz girdi terminal ına doğrudan eklenir ve dönüştürücü girdi terminalı direkte direkten temel edilir. Neden? Boş bir yer değil mi?

Problem ilacı: bazı koşullar eksikliği ve kısıtlığı oluşturmak için uygulanmalıdır. Sanal bir toprak oluşturmak için bazı koşullara uymalı mı? Ne oldu? Neden?

(1) Fazi amplifikatör devrelerinde, çıkış u () otomatik olarak geri dönüşü ile U (-) takip ediyor, böylece u () - U (-) 0'ya yakın olacak. Görünüşe göre ikisi de kısa devreler, yani "sanal kısa" denir.

(2) Sanal kısa fenomenin ve operasyon genişleticilerinin yüksek girdi direniyetinden dolayı, operasyon genişleticilerin iki girdi terminallerinden geçen akışın çok küçük, 0'ya yakın. Bu fenomen "sanal break" (sanal break is derived from virtual short, don't think they're contradictory)

(3) Sanal yer dönüştürücü operasyonal amplifikatör devrelerinde, () terminal yerleştirildi, (-) girdi ve geri dönüştürme ağı. Sanal kısa olması yüzünden, u (-) ve U () [potansiyel 0'ya eşit olduğu için çok yakın, bu yüzden buna (-) sonunda yanlış yerleştirme denilir - "sanal toprak"

(4) Şartlar hakkında: sanal kısa, kapalı döngüsün (kısa sürede, geri dönüşün) çalışma durumunun önemli bir özelliğindir, ve sanal yer kapalı döngüsün çalışma durumundaki tersi amplifikatör devresinin önemli bir özelliğindir. Sanal kısa durumun (eşitliğe yakın olduğu gibi) anlamanın dikkatini çekin.

11. Hep operasyon genişletici modeli hakkında garip bir şey olduğunu düşünüyorum. İlki "sanal kısa", çünkü "sanal kısa". Operasyon amplifikatörü faz amplifikatöre bağlanıldığında, iki girişin potensiali aynıdır. Bu zamanda, ölçülü girişin dalga formu aynı ise, ortak bir mod sinyali gibi. Aslında iki girdi üzerinde hâlâ küçük farklı mod sinyalleri var, fakat bu şekilde "sanal kısa" sanatlı olarak (çünkü sanatlı kısa derin negatif geri dönüşünün sonucu, sanatlı olan) iki girdi içinde ortak mod sinyalini arttırır, bu da operasyon genişletici performansına bir sorun oluyor. Neden operasyon amplifikatörleri böyle kullanılmalı?

(1) Fazladaki amplifikatörün ortak mod sinyali, amplifikatörün tersine dönüştürmesinden daha büyükdür ve ortak mod reddetme oranının ihtiyacı yüksektir.

(2) Benim fikrim "aynı ve tersi amplifikatörlerin ortak moda sinyal bastırma yeteneği" konusunda operasyonel amplifikatörün ortak moda sinyal bastırma oranının avantajları ve sıkıntıları (DB değeri) genellikle operasyon genişletici iç (sadece iç) diferensiyal genişletimlerinin simetriyle ve kazanmasına bağlı. Görünüşe göre hiçbir operasyon amplifikatörü ortak moda reddetme oranını sağlamaz ve dış devrelerin yapısal koşullarını bağlamıyor.

Tek son giriş için, fazla ya da tersi olarak eşittir ortak mod değeri giriş değerinin yarısıdır. Ancak, faz genişlemesinin giriş engellemesi genellikle tersi genişlemenin bundan daha büyük olduğu için, karşılaşma yeteneği kesinlikle daha kötüdür.

Yukarıdaki gibi, girdi tersine çevirirken, tercüme terminal voltasyonu neredeyse sıfır, bu yüzden farklı tüpün koleksiyoncu voltasyonunda sadece bir tüp değişikliği var. Fazi girdi sırasında, dönüştürme sonunda voltaj faz sonunda buna eşit, yani ortak mod voltajı girdi voltajıyla eşit! Yani, farklı çift tranzistörünün koleksiyoncu voltajı aynı yönde değiştirir, aynı zamanda farklı yönlerde değiştiren iki tranzistörün parçalarının yanında, bu da ortak modun çıkış voltajı.

Tüplerden birinin voltasyonuyla fazla eklenir. Bu yüzden tüpün doğum (ya da kesilmesine) yol açmak kolay. Neyse ki, ortak moda voltasyonu arttırmak sadece on binlerce farklı moda büyütmesi.

Yukarıdaki şey, farklı mod giriş ve amplifikatörün ortak mod girişinin ortak reddetme oranı farklı olmadığını anlamına gelmez! İçeri fazla girdi ve girdi eşittiği ortak bir mod sinyali eklenmeli! Bu yüzden, giriş sinyali büyük olduğunda fazla genişleme modu dikkatli olarak kullanılmalı.

12. Neden operasyon ampulları genellikle tersi ölçüde kalmalı?

Ters girdi yöntemi ve faz girdi yöntemi arasındaki önemli fark şudur:

Dönüştürme girdi yöntemi için, bir denge dirençli, faz terminalinde yere bağlanıyor ve bu dirençlerin üzerinde hiçbir akışı yok (çünkü operasyonel amplifikatörün girdi dirençliği çok büyük), bu yüzden bu faz terminal ı yeryüzü potansiyeli ile yaklaşık eşittir, yani "sanal toprak" denir. Dönüştürücü terminal in elektrik potansiyeli ve fırsatlı terminalin çok yakın olduğu için dönüştürücü terminalde de "sanal toprak" var.

Sanal toprakların avantajı, ortak modun giriş sinyali olmadığıdır. Bu ameliyat amplifikatörünün ortak modunun reddetme oranı yüksek olmasa bile, ortak modun çıkışı yok. Fazi girdi bağlantı yöntemi "sanal toprak" yok. Tek son bir girdi sinyali kullanıldığında, ortak bir mod girdi sinyali oluşturulacak. Eğer yüksek ortak mod reddetme ilişkisi olan operasyon arttırıcı kullanılırsa bile, hala ortak bir mod çıkışı olacak.

Bu yüzden genelde tersi girdi bağlantı metodu mümkün olduğunca kadar kullanılacak.

13. Bazı operasyonel amplifikatörler güç açılırken voltaj girmesine rağmen çıkarılacak ve çıkış küçük değil, bu yüzden VCC / 2 sık sık sık referens voltaj olarak kullanılır.

Operasyon amplifikatörü, hiçbir girdi olmadan çıkış sahiptir. Bu, operasyon amplifikatörünün asimetrik tasarımının yapısı tarafından neden oluyor, yani giriş offset voltage Vos, bu operasyon amplifikatörünün çok önemli performans parametri. VCC / 2 sık sık operasyon amplifikatörünün referans voltasyonu olarak kullanılır çünkü operasyon amplifikatörü tek güç tasarımının çalışma durumu içindedir. Şu anda operasyon amplifikatörünün gerçek referansı VCC / 2. Bu yüzden, VCC / 2'nin DC sayısı sık sık operasyon genişleticisinin pozitif sonunda verilir, ve yer genellikle pozitif ve negatif güç malzemeleri temin edildiğinde referans olarak kullanılır.

Operasyon genişletici seçimlerinde birçok mesele dikkatli olmalı. Çok sıkı koşullar altında, çalışma voltajı, çıkış akışı, enerji tüketimi, bandwidth ürüni, fiyatı ve benzer olarak çalışma arttırması sık sık olarak düşünmeli. Elbette, operasyon amplifikatörü özel şartlar altında kullanıldığında farklı etkisi faktörleri düşünmeli.

14. Amplifikatör devresi neden operasyon amplifikatörü genellikle tersi girdi modunu örneklendiriyor?

(1) Ters girdi yöntemi ve faz girdi yöntemi arasındaki önemli fark şudur:

Dönüştürme girdi yöntemi için, bir denge dirençli, faz terminalinde yere bağlanıyor ve bu dirençlerin üzerinde hiçbir akışı yok (çünkü operasyonel amplifikatörün girdi dirençliği çok büyük), bu yüzden bu faz terminal ı yeryüzü potansiyeli ile yaklaşık eşittir, yani "sanal toprak" denir. Dönüştürücü terminal in elektrik potansiyeli ve fırsatlı terminalin çok yakın olduğu için dönüştürücü terminalde de "sanal toprak" var.

Sanal toprakların avantajı, ortak modun giriş sinyali olmadığıdır. Bu ameliyat amplifikatörünün ortak modunun reddetme oranı yüksek olmasa bile, ortak modun çıkışı yok. Fazi girdi bağlantı yöntemi "sanal toprak" yok. Tek son bir girdi sinyali kullanıldığında, ortak bir mod girdi sinyali oluşturulacak. Eğer yüksek ortak mod reddetme ilişkisi kullanılan bir operasyon arttırıcı bile, hala ortak bir mod çıkışı olacak. Bu yüzden genelde tersi girdi bağlantı metodu mümkün olduğunca kadar kullanılacak.

(2) Pozitif faz oscillatördür, tersi faz amplifikatörü dengeleyebilir ve negatif geri dönüşü bağlantılı.

(3) Principle, fazla proporsyonal genişleme devrelerini bağlamak mümkün. Fakat pratik uygulamalarda, genişletilmiş sinyal (yani farklı mod sinyali) genellikle çok küçük. Bu zamanda sesi bastırmak için dikkat verilmeli (genellikle ortak mod sinyali). Fazladaki proporsyonal genişletim devresi ortak moda sinyaline kötü baskı yeteneğine sahip, genişletilecek sinyal sonrası işlemeye sebep olmayan ses içinde yıkılacak. Bu yüzden, iyi baskı yeteneği ile tersi proporsyonal amplifikasyon devresi genellikle seçildi.

15. Enplifikatörün önemli özellikleri nedir?

(1) Eğer işlem amplifikatörünün iki girişindeki voltaj 0V olursa, çıkış voltajı da 0V ile eşit olmalı. Fakat aslında, çıkışta her zaman bir voltaj vardır. Bu da "offset voltage Vos" denir. Eğer çıkıştaki doğum voltajı devreğin gürültü kazanması ile bölünse, sonuç giriş doğum voltajı veya giriş referans doğum voltajı denir. Bu özellik genellikle veri masasında Vos'da verilir.

Vos, operasyonal amplifikatörün dönüştürücü girişimle bağlı bir voltaj kaynağı ile eşittir. 0V çıkışı üretmek için amplifikatörün iki girişine farklı bir voltaj uygulanmalıdır.

(2) İddial ameliyat amplifikatörünün giriş engellemesi sonsuz, bu yüzden giriş içine akışı yok. Ancak, girdi sahnesinde bipolar transistor (BJT) kullanan gerçek bir operasyon amplifikatörü, birkaç operasyon akışını gerekiyor, ki buna "bias current" (IB) denir. Genelde iki yöntem akışı vardır: IB ve IB -, iki giriş içine akışıyor. IB değerinin menzili çok büyükdür. Bu özel bir operasyon genişletici türüdür.