საოპერაციო გამაძლიერებლების გაცნობა: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ ინსტრუქციაში, მე შემოვიღებ საოპერაციო გამაძლიერებელს, ერთ -ერთ ყველაზე სასარგებლო ანალოგიურ მოწყობილობას. ეს მოწყობილობა შეიძლება კონფიგურირებული იყოს როგორც არაინვერსიული ან შემობრუნებული გამაძლიერებელი, შედარებითი, ძაბვის გამაძლიერებელი, გამაძლიერებელი, ინსტრუმენტული გამაძლიერებელი, ბუფერი, აქტიური ფილტრი, Wien ხიდის ოსცილატორი და სხვა მრავალი პროგრამა. Opamp მოდის სხვადასხვა კონფიგურაციებში, როგორიცაა ერთი LM741 8 პინიანი DIP ან LM324 14 პინიანი quad op amp, რომელიც ნაჩვენებია ზემოთ. ასევე არსებობს ტიპები, რომლებიც გამოდიან ზედაპირზე დამონტაჟების ვარიანტებში.

ნაბიჯი 1: რა არის ოპერატიული გამაძლიერებელი?

ოპერატიული გამაძლიერებელი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც op-amp, არის DC დაწყვილებული მაღალი ძაბვის გამაძლიერებელი, ჩართული IC ჩიპში. მათ აქვთ ორი შეყვანა (დიფერენციალური შეყვანა) და ერთი გამომავალი. ისინი გამოიყენება როგორც სამშენებლო ბლოკი ანალოგურ ელექტრონიკაში მას შემდეგ, რაც პირველი მოწყობილობები გამოჩნდა 1960 -იანი წლების ბოლოს. ამ მოწყობილობების ერთ -ერთი სილამაზე ის არის, რომ მათ მნიშვნელოვნად გაამარტივეს ელექტრონული დიზაინი მათი სტანდარტიზაციის ბუნებით. გამაძლიერებლების დიზაინი დისკრეტული კომპონენტებით მოიცავდა ბევრ ცვლილებას აქტიურ მოწყობილობებს შორის განსხვავებების გამო. თუ გამაძლიერებლები ყველა აგებულია ერთი და იგივე სილიკონის კოლოფისგან, ყველა მათგანი შეიძლება გაკეთდეს ერთნაირად და ჰქონდეს იგივე მახასიათებლები. საოპერაციო გამაძლიერებლებით დიზაინის შექმნისას, მოწყობილობისთვის კონკრეტული მოგების მიღება შესაძლებელია ორი გარე რეზისტორის დაყენებით სპეციფიკური წინააღმდეგობის თანაფარდობით. მაგალითად, თუკი ძაბვის მომატება 100 -ია სასურველია, 100k რეზისტორი და 1k რეზისტორი შეიძლება ჩავრთოთ წრეში, რომ მივიღოთ 100 თანაფარდობა. ამ სტრატეგიის გამოყენებით, მოგება ყოველ ჯერზე იგივეა. ყველა დროის ყველაზე პოპულარული გამაძლიერებელი არის 741, რომელიც არსებობდა 70-იანი წლების დასაწყისიდან და მას იყენებდნენ თაობათა მოყვარულები ყველაფერში, აუდიო გამაძლიერებლებით დამთავრებული ელექტროენერგიით. 741 მრავალი წელია არ გამოიყენება ინდუსტრიაში, რადგან შემუშავებულია უკეთესი გამაძლიერებლები, მაგრამ მათ მაინც აქვთ შემდეგი მიმდევრები მოყვარულებს შორის და მათი მოპოვება ადვილია. პირველი მოწყობილობები გამოვიდა ან 8 პინიანი ორმაგი ჩასმული პაკეტის სტილში, ან წრიული ლითონის ქილაში. მოგვიანებით, ზედაპირზე დასაყენებელი მოწყობილობები ხელმისაწვდომი გახდა. 741 და მისი რთველის სხვა ოპ-ამპერები იყენებდნენ ბიპოლარულ ტრანზისტორებს მოწყობილობებით, რომლებიც იყენებდნენ საველე ეფექტის ტრანზისტორის შეყვანას, რომელიც გამოდის მოგვიანებით. საველე ეფექტის ტრანზისტორის შეყვანის გამოყენება დაიწყო უფრო დიდი წინაღობის და დაბალი დენის გადინების საჭიროების გამო.

ნაბიჯი 2: არაინვერტირებადი გამაძლიერებელი

არაინვერსიული გამაძლიერებელი არის პირველი წრე, რომელსაც ჩვენ დავფარავთ. ზემოაღნიშნულ დიაგრამაში, op გამაძლიერებელი შეყვანილია პოზიტიურ შეყვანისას, უკუკავშირის რეზისტორი კი უარყოფითზე. Rf და Rg თანაფარდობა განსაზღვრავს მოგებას. ზემოაღნიშნული მიკროსქემის შემთხვევაში, ძაბვის მომატება არის 10. დიაგრამა შუაში 741 ოპ ამპერის "რეალურ სამყაროში" შეზღუდულია, როდესაც 10 კჰც კვადრატული ტალღა იკვებება შესასვლელში, მაგრამ გამოდის სამკუთხა ტალღის ფორმის გამო მოწყობილობის გადართვის შეზღუდული სიჩქარე. როდესაც შეყვანა მცირდება 1 კჰც კვადრატულ ტალღაზე, გამომავალი გაუმჯობესდება და უფრო ჰგავს ნამდვილ კვადრატულ ტალღას. Op amp- ის უნარის გაზომვას შეყვანის სიგნალის ამპლიტუდის ცვლილებებს ეწოდება "Slew Rate" და იზომება ვოლტ-მიკროწამში. 741-ს აქვს ძალიან დამამშვიდებელი ნიშანი.5 ვოლტი / მიკროწამში. მაღალსიჩქარიანი გამაძლიერებლები აქვთ 5000 ვოლტ-მიკროწამში, თუმცა ტიპიურ ტიპს, როგორიცაა TL081, ექნება საშუალო რეიტინგი 13 ვოლტ / წმ.

ნაბიჯი 3: ინვერსიული გამაძლიერებელი

ოპამპის კონფიგურაცია შესაძლებელია ისე, რომ 1 ვოლტიანი უარყოფითი ტალღის ფორმა შეიძლება შემობრუნდეს და გაძლიერდეს, რათა მიეცეს 10 ვოლტიანი პოზიტიური ტალღის ფორმა. ამ კონფიგურაციის გამოყენება შეიძლება იყოს ყველგან, სადაც ფაზის შეცვლაა საჭირო, როგორიცაა დისკრეტული ტრანზისტორი გამაძლიერებლების დრაივერის ეტაპებზე.

ნაბიჯი 4: Op გამაძლიერებლის გამოყენება კვადრატული ტალღის სინუსური ტალღის გადამყვანად

ზემოაღნიშნული წრე შეცვლის 1000 Hz კვადრატულ ტალღას 1000 Hz სინუსის ტალღაზე. ის ამას აკეთებს ყველა სიხშირის კომპონენტის (ჰარმონიკის) გაფილტვრა ფუნდამენტურის ზემოთ და ქვემოთ, რაც არის სინუსური ტალღა. იმის ნაცვლად, რომ გამოვიყენოთ რეზისტორები უკუკავშირის წრეში, ჩვენ ვიყენებთ სიხშირის შერჩევით კომპონენტებს (კონდენსატორებს), რომლებიც უარყოფით უკუკავშირს იძლევა არასასურველი სიხშირეების გასაუქმებლად. შუა დიაგრამა გვიჩვენებს რეალური სქემის სიმულაციას და წარმოქმნილ ტალღის ფორმას. მესამე დიაგრამა გვიჩვენებს მიკროსქემის სიხშირის პასუხს. ამ ტიპის მიკროსქემის ტექნიკური სახელი არის აქტიური გამტარ ფილტრი. ის საშუალებას იძლევა სიხშირეების მხოლოდ ძალიან ვიწრო ზოლი გაიაროს შესუსტების გარეშე.

ნაბიჯი 5: Op Amp– ის გამოყენება როგორც შედარებითი

არსებობს სპეციალური ჩიპები, რომლებიც უკეთესი შედარებითია, მაგრამ ზოგჯერ შეიძლება არ გქონდეთ ხელთ, ამიტომ ყოველთვის სასარგებლოა იცოდეთ როგორ გააკეთოთ შედარება ოპამპისგან. სწრაფი მიმოხილვა იმისა, თუ რა არის შედარება, ის ძირითადად არის გამაძლიერებელი, რომელიც შექმნილია როგორც გამაძლიერებელი უკუკავშირის გარეშე, რაც საშუალებას აძლევს გამაძლიერებელს იმუშაოს თავისი მაქსიმალური მოგებით. როდესაც ერთი შეყვანა უკავშირდება კონკრეტულ ძაბვას, როგორიცაა დიაგრამაზე ნაჩვენები 3 ვოლტი, წრე მისცემს გამომავალს, რომელიც არის თითქმის მაქსიმალური სარკინიგზო ძაბვა, როდესაც ორი შეყვანა ერთ ძაბვაზეა. ზემოაღნიშნული მიკროსქემის შემთხვევაში, 1 კჰც – ის სინუსური ტალღა იძლევა გამომავალს, როდესაც ის 3 ვოლტზე მაღლა იწევს და ისევ იცვლება, როდესაც სინუსური ტალღა 3 ვოლტზე დაბლა ეცემა. შედარები ჩვეულებრივ გამოიყენება (ADC) და რელაქსაციის ოსცილატორებში.

ნაბიჯი 6: შემაჯამებელი გამაძლიერებლის შექმნა ოპამპით

შემაჯამებელი გამაძლიერებელი იღებს 1 1 კჰც სიხშირის სიგნალს, ერთი 10 მვ პიკიდან მწვერვალამდე და მეორე 20 მვ პიკი მწვერვალამდე. შედეგად გამომუშავება არის 60 მვ პიკი მწვერვალამდე. ვინაიდან ის ინვერსიული გამაძლიერებელია, ის გამოსცემს საპირისპირო ფაზის სიგნალს.

შემაჯამებელი გამაძლიერებლები გამოიყენება აუდიო მიქსერებში, სადაც სხვადასხვა საშუალებების ერთად დამატებაა საჭირო. სიგნალების პოტენომეტრებში შეყვანის გზით, სიგნალები შეიძლება შეიცვალოს სასურველ გამოსავალზე.

ნაბიჯი 7: სამი შეყვანის აუდიო მიქსერი

ეს სქემა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორი ინსტრუმენტისა და ვოკალური სიმღერის ერთმანეთთან შესაერთებლად, საჭიროების შემთხვევაში შეიძლება შევიტანოთ მეტი შეყვანა. თითოეული შეყვანის დონე დამოუკიდებლად შეიძლება მორგებული იყოს პოტენომეტრებით.