Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Để hiểu rõ hơn về bộ khuếch đại hoạt động, 16 câu hỏi và câu trả lời sau đây có thể nhanh chóng làm quen với những điều cơ bản về bộ khuếch đại hoạt động.
1. Thông thường, điện trở cân bằng sẽ tồn tại trong mạch khuếch đại pha/đồng pha. Vai trò của kháng cự cân bằng này là gì?
(1) Cung cấp độ lệch tĩnh thích hợp cho các bóng bán dẫn bên trong chip.
Các mạch bên trong chip thường được ghép nối trực tiếp và các điểm làm việc tĩnh có thể được điều chỉnh tự động. Tuy nhiên, nếu chân đầu vào được kết nối trực tiếp với nguồn điện hoặc mặt đất, chức năng điều chỉnh tự động của nó là bất thường vì bóng bán dẫn bên trong chip không thể tăng điện áp của dây mặt đất hoặc kéo điện áp của nguồn điện thấp, dẫn đến chip không thể đáp ứng các điều kiện của ngắn mạch ảo và ngắt kết nối ảo và mạch cần được phân tích riêng.
(2) Để loại bỏ ảnh hưởng của dòng điện cơ sở tĩnh trên điện áp đầu ra, kích thước của nó phải được cân bằng với điện trở tương đương của đường dẫn DC bên ngoài tại hai đầu vào, đây cũng là lý do cho tên của nó.
2. Chức năng của bộ khuếch đại hoạt động tỷ lệ đồng pha với tụ điện trên điện trở phản hồi [/H1] (1) Điện trở phản hồi và tụ tạo thành bộ lọc thông cao, đặc biệt mạnh mẽ cho khuếch đại tần số cao cục bộ.
b) Phòng ngừa tự kích thích.
Hiểu biết cơ bản về Operating Amplifier
3. Nếu mạch khuếch đại đồng pha của bộ khuếch đại hoạt động không được kết nối với điện trở cân bằng, hậu quả sẽ là gì?
Bộ khuếch đại hoạt động bị đốt cháy có thể làm hỏng bộ khuếch đại hoạt động và điện trở có thể hoạt động như một phần của điện áp.
4. Điện trở kéo xuống có thể đóng vai trò gì khi kéo lên tụ điện ở đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động?
Đó là để có được câu hỏi về phản hồi tích cực và tiêu cực, tùy thuộc vào liên hệ cụ thể. Ví dụ: nếu tôi lấy tín hiệu điện áp đầu vào hiện tại và tín hiệu điện áp đầu ra và sau đó lấy một dây ở đầu ra để kết nối nó với phần đầu vào, thì do điện trở ở trên, một phần tín hiệu đầu ra nhận được giá trị điện áp sau khi đi qua điện trở và chia điện áp đầu vào để giảm điện áp đầu vào, đó là phản hồi tiêu cực. Bởi vì tín hiệu đầu ra của nguồn tín hiệu luôn không đổi, tín hiệu đầu ra có thể được điều chỉnh bằng phản hồi tiêu cực.
5. Bộ khuếch đại hoạt động được kết nối với bộ tích hợp. Vai trò của điện trở song song RF ở cả hai đầu của điện dung tích hợp là gì?
Điện trở xả được sử dụng để ngăn chặn điện áp đầu ra khỏi tầm kiểm soát.
6. Tại sao điện trở và tụ điện thường được nối tiếp ở đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động?
Nếu bạn đã quen thuộc với mạch bên trong của bộ khuếch đại hoạt động, bạn sẽ biết rằng bất kỳ bộ khuếch đại hoạt động nào cũng được tạo thành từ một số bóng bán dẫn hoặc ống MOS. Trong trường hợp không có các thành phần bên ngoài, một bộ khuếch đại hoạt động là một bộ so sánh. Khi điện áp ở đầu cùng pha cao, nó sẽ xuất ra mức tương tự như điện áp dương và ngược lại... Nhưng bộ khuếch đại hoạt động này dường như không hữu ích. Bộ khuếch đại hoạt động chỉ có thể có chức năng khuếch đại, phản bình đẳng khi mạch bên ngoài được hình thành dưới dạng phản hồi.
7. Hậu quả sẽ là gì nếu điện trở cân bằng của mạch khuếch đại đồng pha của bộ khuếch đại hoạt động là sai?
(1) Kết thúc nghịch pha đồng pha không cân bằng, cũng sẽ có đầu ra khi đầu vào là 0. Khi tín hiệu đầu vào, giá trị đầu ra luôn là một số cố định lớn hơn (hoặc nhỏ hơn) so với giá trị đầu ra lý thuyết.
(2) Lỗi gây ra bởi dòng đầu vào lệch không thể được loại bỏ.
8. Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại hoạt động tích hợp lý tưởng là gì, trở kháng đầu vào là gì và điện áp giữa đầu vào cùng pha và đầu vào đảo ngược là gì?
Độ phóng đại là vô cùng, trở kháng đầu vào là vô cùng nhỏ và điện áp gần như giống nhau giữa đầu vào cùng hướng và đầu vào ngược lại (không phải 0!!) (10V đối đầu, 9.9999v đối đầu)
9. Không thể phù hợp, tại sao lợi nhuận vòng mở của bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng là vô tận?
(1) Tăng vòng mở thực tế của bộ khuếch đại hoạt động là hơn 100.000, rất, rất lớn. Vì vậy, hãy tưởng tượng mức tăng vòng lặp mở của bộ khuếch đại hoạt động thực tế là vô hạn và xuất hầu như.
(2) Trái đất ảo xuất chỉ được sử dụng cho bộ khuếch đại pha ngược.
Như bạn có thể thấy trong cuốn sách, độ lợi vòng hở của bộ khuếch đại hoạt động là vô hạn, vì vậy chúng tôi không thể bị giới hạn bởi độ lợi vòng hở khi thiết kế mạch, mà chỉ phụ thuộc vào các thành phần bên ngoài. Nó hy sinh lợi ích vòng hở lớn để đảm bảo sự ổn định của lợi ích vòng kín.
(3) Khi suy ra phản hồi tiêu cực kết nối bộ khuếch đại hoạt động, mặt đất ảo không chỉ là bộ khuếch đại nghịch pha; Không có cơ sở ảo trong phản hồi tích cực.
(4) Như chúng ta đã biết, nếu mức tăng nhỏ, thì đối với điện áp đầu ra, sự khác biệt giữa các điện áp áp dụng cho cả hai đầu của bộ khuếch đại hoạt động là tương đối lớn. Nếu kết nối với trạng thái phản hồi tiêu cực, điện áp ở cả hai đầu của bộ khuếch đại hoạt động sẽ không phù hợp, dẫn đến lỗi khuếch đại.
(5) Bộ khuếch đại hoạt động thực hiện "hư ngắn" có hai điều kiện:
1) Tăng vòng hở a của bộ khuếch đại hoạt động phải đủ lớn;
2) Phải có mạch phản hồi tiêu cực.
Đầu tiên, chúng ta biết rằng điện áp đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động Vo bằng với sự khác biệt giữa điện áp đầu vào pha tích cực và điện áp đầu vào pha nghịch đảo vid nhân với độ lợi vòng hở của bộ khuếch đại hoạt động A. Đó là, VO=vid * a=(VI-VI-) * a (1) Đây là một giá trị hữu hạn vì điện áp đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động sẽ không vượt quá điện áp nguồn trong thực tế.
Trong trường hợp này, nếu a lớn, (VI-VI-) phải nhỏ; Nếu (VI-VI-) nhỏ đến một mức độ nào đó, chúng ta thực sự có thể nghĩ về nó như là 0. Tại thời điểm này, sẽ có VI=VI-, có nghĩa là điện áp ở đầu vào cùng pha của bộ khuếch đại hoạt động bằng với áp suất ở đầu vào ngược pha, dường như được kết nối với nhau. Điều này được gọi là "ngắn mạch ảo". Lưu ý rằng chúng không thực sự được kết nối, có sự kháng cự giữa chúng và điều quan trọng là phải ghi nhớ điều này.
Làm thế nào để chúng ta có được kết quả "short ảo" trong các cuộc thảo luận trên?
Điểm khởi đầu của chúng ta là công thức (1), đó là đặc tính của bộ khuếch đại hoạt động. Không có câu hỏi nào. Chúng ta có thể yên tâm. Sau đó, chúng tôi đưa ra hai giả định quan trọng. Một là điện áp đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động là hữu hạn, không có vấn đề gì. Tất nhiên, đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động sẽ không vượt quá nguồn điện, vì vậy giả định này là chính xác, vì vậy chúng tôi sẽ không đề cập đến nó sau. Lý do thứ hai là mức tăng vòng hở A của bộ khuếch đại hoạt động là rất lớn.
A của một bộ khuếch đại hoạt động thông thường thường cao tới 6, 7 hoặc thậm chí cao hơn 10. Giả định này thường không có vấn đề gì, nhưng đừng quên rằng mức tăng vòng lặp mở thực tế của bộ khuếch đại hoạt động cũng liên quan đến trạng thái hoạt động của nó. Nếu bạn rời khỏi một khu vực tuyến tính, a không nhất thiết phải lớn. Giả thuyết thứ hai là có điều kiện. Hãy ghi nhớ điều đó trước.
Do đó, chúng ta biết rằng một "đoản mạch ảo" có thể xảy ra với một bộ khuếch đại hoạt động khi độ lợi vòng hở A của nó lớn hơn. Nhưng đó chỉ là một khả năng, không phải tự động. Không ai có thể tin rằng hai đầu vào của một bộ khuếch đại hoạt động là "ngắn mạch ảo" – "ngắn mạch ảo" chỉ có thể được thực hiện trong một mạch cụ thể.
Các điều kiện tồn tại của "virtual short" là:
1) Tăng vòng hở a của bộ khuếch đại hoạt động phải đủ lớn;
2) Phải có mạch phản hồi tiêu cực.
Sau khi hiểu các điều kiện của "ngắn mạch ảo", chúng ta có thể dễ dàng biết khi nào có thể và không thể sử dụng "ngắn mạch ảo" để phân tích mạch. Trên thực tế, điều kiện (1) áp dụng cho hầu hết các bộ khuếch đại hoạt động và phụ thuộc chính vào khu vực làm việc.
Nếu nó là một mạch trong cuốn sách, nó được đánh giá bằng tính toán; Nếu đó là mạch thực tế, bạn có thể biết liệu điện áp đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động có hợp lý hay không bằng cách đo dụng cụ. Một tình huống khác liên quan đến "ngắn mạch ảo" được gọi là "nối đất ảo", tức là "ngắn mạch ảo" khi đầu vào nối đất, đây không phải là một tình huống mới.
Một số cuốn sách nói rằng "sai và ngắn" chỉ có thể được sử dụng với phản hồi tiêu cực sâu. Tôi không nghĩ điều đó chính xác. Tôi nghĩ ý tưởng cơ bản là trong trường hợp phản hồi tiêu cực sâu, bộ khuếch đại hoạt động có nhiều khả năng hoạt động trong các khu vực tuyến tính. Nhưng không phải vậy. Khi tín hiệu đầu vào quá lớn, bộ khuếch đại hoạt động với phản hồi tiêu cực sâu vẫn đi vào bão hòa.
Do đó, nó nên được đánh giá một cách đáng tin cậy bằng giá trị điện áp đầu ra.
10. Tín hiệu đầu vào được thêm trực tiếp vào đầu vào cùng pha, đầu vào ngược pha được nối đất bằng điện trở. Tại sao u_=u=UI 0? Đây không phải là một chỗ trống sao?
Vấn đề bổ sung: Phải đáp ứng điều kiện nhất định mới có thể hình thành thiếu sót và thiếu sót. Nó có phải đáp ứng một số điều kiện nhất định để hình thành đất ảo không? Nó là gì? Tại sao?
(1) Trong mạch khuếch đại đồng pha, đầu ra làm cho u() tự động theo dõi u (-) thông qua phản hồi sao cho u() - u (-) sẽ gần bằng 0. Có vẻ như cả hai đầu đều ngắn mạch, nên được gọi là "ngắn mạch ảo".
(2) Do hiện tượng ngắn mạch ảo của bộ khuếch đại hoạt động và điện trở đầu vào cao, dòng điện chạy qua hai đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động là rất nhỏ, gần bằng 0. Hiện tượng này được gọi là "hư đoạn" (hư đoạn bắt nguồn từ hư ngắn, đừng nghĩ rằng cả hai mâu thuẫn).
(3) Hầu như trong mạch khuếch đại hoạt động nghịch pha, () nối đất thiết bị đầu cuối, (-) mạng đầu vào và phản hồi. Do sự hiện diện của ngắn mạch ảo, u (-) và u() [tiềm năng bằng 0] rất gần nhau, do đó ở cuối (-) được gọi là giả nối đất - "giả nối đất".
(4) Về điều kiện: đoản mạch ảo là một tính năng quan trọng của trạng thái làm việc của vòng kín mạch khuếch đại đồng pha (nói ngắn gọn, với phản hồi). Trái đất ảo là một tính năng quan trọng của mạch khuếch đại ngược trong trạng thái làm việc của vòng kín. Chú ý hiểu các điều kiện thực ngắn (như "gần bằng nhau"), hẳn là được.
11. Tôi luôn cảm thấy kiểu máy khuếch đại tính toán có chút kỳ lạ. Loại thứ nhất là "hư ngắn", bởi vì "hư ngắn". Khi bộ khuếch đại hoạt động được kết nối với bộ khuếch đại cùng pha, cả hai đầu vào đều có cùng tiềm năng. Tại thời điểm này, nếu dạng sóng đầu vào được đo là giống nhau, thì nó hoạt động như một tín hiệu chế độ chung. Trên thực tế, tín hiệu module vi sai nhỏ vẫn tồn tại trên cả hai đầu vào. Tuy nhiên, theo cách này, "ngắn mạch ảo" giả tạo (vì ngắn mạch ảo là kết quả của phản hồi tiêu cực sâu, do con người tạo ra) thêm tín hiệu chế độ chung cho cả hai đầu vào, thách thức hiệu suất của bộ khuếch đại hoạt động. Tại sao nên sử dụng Operator Amp theo cách này?
(1) Tín hiệu chế độ chung của bộ khuếch đại đồng pha lớn hơn nhiều so với bộ khuếch đại ngược pha và yêu cầu cao về tỷ lệ ức chế chế độ chung.
(2) Quan điểm của tôi về "khả năng ức chế tín hiệu chế độ chung của bộ khuếch đại đồng bộ và bộ khuếch đại ngược" Ưu và nhược điểm của tỷ lệ ức chế tín hiệu chế độ chung của bộ khuếch đại hoạt động (giá trị DB) chủ yếu phụ thuộc vào tính đối xứng và lợi ích của bộ khuếch đại vi sai bên trong (chỉ bên trong) bộ khuếch đại hoạt động. Rõ ràng là không có bộ khuếch đại hoạt động nào cung cấp tỷ lệ ức chế chế độ chung của nó và gắn các điều kiện cấu trúc của mạch bên ngoài.
Đối với đầu vào một đầu, giá trị chế độ chung tương đương bằng một nửa giá trị đầu vào, cho dù đó là đồng pha hay nghịch pha. Tuy nhiên, vì trở kháng đầu vào của khuếch đại đồng pha thường lớn hơn khuếch đại ngược, khả năng chống nhiễu của nó chắc chắn kém.
Như đã đề cập ở trên, khi đầu vào pha nghịch đảo, điện áp đầu cuối pha nghịch đảo gần như bằng không, vì vậy điện áp bộ sưu tập phân bổ khác biệt chỉ thay đổi một ống. Trong đầu vào cùng pha, điện áp ở đầu đảo ngược bằng điện áp ở đầu cùng pha, do đó điện áp chế độ chung bằng điện áp đầu vào! Đó là, điện áp thu của một transistor khác biệt đang thay đổi theo cùng một hướng ngoài phần mà hai transistor thay đổi theo các hướng khác nhau cùng một lúc, đó là điện áp đầu ra chế độ chung.
Nó cộng với điện áp của một trong các ống. Do đó, nó có thể dễ dàng dẫn đến bão hòa (hoặc cắt) đường ống. May mắn thay, độ phóng đại của điện áp chế độ chung chỉ bằng hàng chục nghìn lần so với độ phóng đại mô đun khác biệt.
Ở trên không có nghĩa là đầu vào chế độ khác biệt của bộ khuếch đại và tỷ lệ ức chế chế độ chung của đầu vào chế độ chung là khác nhau! Nó phải là đầu vào cùng pha và tín hiệu chế độ chung tương đương với đầu vào sẽ được thêm vào! Do đó, chế độ khuếch đại đồng pha nên được sử dụng thận trọng khi tín hiệu đầu vào lớn.
12. Tại sao bộ khuếch đại hoạt động thường phải được thu phóng ngược?
Sự khác biệt chính giữa input nghịch pha và input đồng pha là:
Đối với phương pháp đầu vào nghịch pha, điện trở cân bằng được nối đất ở đầu cùng pha và không có dòng điện trên điện trở này (vì điện trở đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động là rất lớn), do đó đầu cùng pha này xấp xỉ bằng với điện thế mặt đất, được gọi là "ảo", Và điện thế của đầu đảo ngược và đầu đồng pha rất gần nhau, vì vậy cũng tồn tại "ảo" ở đầu đảo ngược.
Ưu điểm của nối đất ảo là không có tín hiệu đầu vào chế độ chung. Không có đầu ra chế độ chung ngay cả khi tỷ lệ ức chế chế độ chung của bộ khuếch đại hoạt động này không cao. Không có "Virtual Ground" cho các phương pháp kết nối đầu vào cùng pha. Tín hiệu đầu vào chế độ chung được tạo ra khi tín hiệu đầu vào một đầu được sử dụng. Ngay cả với bộ khuếch đại hoạt động có tỷ lệ ức chế chế độ chung cao, vẫn sẽ có đầu ra chế độ chung.
Vì vậy, nói chung, phương pháp kết nối đầu vào ngược sẽ được sử dụng bất cứ khi nào có thể.
Một số bộ khuếch đại hoạt động sẽ xuất ra ngay cả khi không có đầu vào điện áp sau khi bật nguồn, và đầu ra không nhỏ, vì vậy VCC/2 thường được sử dụng làm điện áp tham chiếu.
Đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động không có bất kỳ đầu vào nào, gây ra bởi cấu trúc thiết kế bất đối xứng của chính bộ khuếch đại hoạt động, tức là điện áp bù đầu vào Vos, một tham số hiệu suất rất quan trọng của bộ khuếch đại hoạt động. VCC/2 thường được sử dụng làm điện áp tham chiếu cho bộ khuếch đại hoạt động vì bộ khuếch đại hoạt động ở trạng thái hoạt động của một nguồn điện duy nhất. Tại thời điểm này, tham chiếu thực tế cho bộ khuếch đại hoạt động là VCC/2. Do đó, độ lệch DC của VCC/2 thường được cung cấp ở đầu dương của bộ khuếch đại hoạt động và thường được sử dụng làm tài liệu tham khảo khi cả hai nguồn dương và âm được cung cấp.
Có rất nhiều vấn đề cần lưu ý khi chọn Operator Amp. Trong điều kiện ít nghiêm ngặt hơn, thường cần phải xem xét điện áp hoạt động của bộ khuếch đại hoạt động, dòng đầu ra, tiêu thụ điện năng, sản phẩm băng thông tăng, giá cả, v.v. Tất nhiên, khi bộ khuếch đại hoạt động được sử dụng trong các điều kiện đặc biệt, các yếu tố ảnh hưởng khác nhau cần được xem xét.
14. Tại sao mạch khuếch đại bao gồm bộ khuếch đại hoạt động thường lấy mẫu chế độ đầu vào ngược lại?
(1) Sự khác biệt chính giữa phương pháp đầu vào nghịch pha và phương pháp đầu vào đồng pha là:
Đối với phương pháp đầu vào nghịch pha, điện trở cân bằng được nối đất ở đầu cùng pha và không có dòng điện trên điện trở này (vì điện trở đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động là rất lớn), do đó đầu cùng pha này xấp xỉ bằng với điện thế mặt đất, được gọi là "ảo", Và điện thế của đầu đảo ngược và đầu đồng pha rất gần nhau, vì vậy cũng tồn tại "ảo" ở đầu đảo ngược.
Ưu điểm của nối đất ảo là không có tín hiệu đầu vào chế độ chung. Không có đầu ra chế độ chung ngay cả khi tỷ lệ ức chế chế độ chung của bộ khuếch đại hoạt động này không cao. Không có "Virtual Ground" cho các phương pháp kết nối đầu vào cùng pha. Tín hiệu đầu vào chế độ chung được tạo ra khi tín hiệu đầu vào một đầu được sử dụng. Ngay cả với bộ khuếch đại hoạt động có tỷ lệ ức chế chế độ chung cao, vẫn sẽ có đầu ra chế độ chung. Vì vậy, nói chung, phương pháp kết nối đầu vào ngược sẽ được sử dụng bất cứ khi nào có thể.
(2) Giai đoạn tích cực là bộ dao động, pha ngược có thể ổn định bộ khuếch đại, kết nối phản hồi tiêu cực
(3) Về nguyên tắc, mạch khuếch đại tỷ lệ tương tự có thể được kết nối. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, tín hiệu khuếch đại (tức là tín hiệu mô đun khác biệt) thường rất nhỏ. Tại thời điểm này, cần chú ý để ngăn chặn tiếng ồn (thường là tín hiệu chế độ chung). Mạch khuếch đại tỷ lệ đồng pha có khả năng ức chế tín hiệu chế độ chung kém, tín hiệu được khuếch đại sẽ bị ngập trong tiếng ồn và không có lợi cho việc xử lý sau. Do đó, các mạch khuếch đại tỷ lệ nghịch đảo với khả năng ức chế tốt thường được chọn.
15. Chức năng quan trọng của bộ khuếch đại là gì?
(1) Nếu điện áp trên cả hai đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động là 0V, thì điện áp đầu ra cũng phải bằng 0V. Nhưng trên thực tế, luôn có một số điện áp ở đầu ra, được gọi là điện áp bù Vos. Nếu điện áp bù ở đầu ra được chia cho độ ồn của mạch, kết quả được gọi là điện áp bù đầu vào hoặc điện áp bù tham chiếu đầu vào. Tính năng này thường được biểu thị bằng Vos trong bảng dữ liệu.
Vos tương đương với nguồn điện áp được kết nối song song với đầu vào nghịch pha của bộ khuếch đại hoạt động. Điện áp vi sai phải được áp dụng cho cả hai đầu vào của bộ khuếch đại để tạo ra đầu ra 0V.
(2) Trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động lý tưởng là vô hạn, vì vậy sẽ không có dòng điện chảy vào đầu vào. Tuy nhiên, một bộ khuếch đại hoạt động thực tế sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực (BJT) trong giai đoạn đầu vào đòi hỏi một số dòng điện hoạt động, được gọi là dòng bù đắp (IB). Thông thường có hai dòng bù đắp: IB và IB-, mỗi dòng chảy vào hai đầu vào. Các giá trị IB có phạm vi rộng và là một loại bộ khuếch đại hoạt động đặc biệt
