Օպերացիոն ուժեղացուցիչների ներածություն. 7 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Այս Ուղեցույցում ես ներածություն կտամ Օպերացիոն ուժեղացուցիչին ՝ անալոգային սարքերից ամենաօգտակարին: Այս սարքը կարող է կազմաձևվել որպես ոչ շրջող կամ շրջող ուժեղացուցիչ, համեմատիչ, լարման ուժեղացուցիչ, ամփոփիչ ուժեղացուցիչ, գործիքավորման ուժեղացուցիչ, բուֆեր, ակտիվ զտիչ, Wien կամրջի տատանիչ և բազմաթիվ այլ ծրագրեր: Օպամպը գալիս է տարբեր կոնֆիգուրացիաներով, ինչպիսիք են միայնակ LM741 8 փին DIP- ը կամ LM324 14 պին քառակի ուժեղացուցիչը, որը ցույց է տրված վերևում: Կան նաև տեսակներ, որոնք գալիս են մակերևույթի վրա տեղադրման տարբերակներով:

Քայլ 1: Ի՞նչ է գործառնական ուժեղացուցիչը:

Գործող ուժեղացուցիչը, որը կարճ հայտնի է նաև որպես op-amp, DC- ի հետ զուգակցված բարձր շահագործման լարման ուժեղացուցիչ է, որը ներառված է IC չիպի մեջ: Նրանք ունեն երկու մուտք (դիֆերենցիալ մուտք) և մեկ ելք: Դրանք օգտագործվել են որպես կառուցվածքային բլոկներ անալոգային էլեկտրոնիկայի մեջ, քանի որ առաջին սարքերը հայտնվել են 1960 -ականների վերջին: Այս սարքերի գեղեցկություններից մեկն այն է, որ դրանք մեծապես պարզեցրել են էլեկտրոնային դիզայնը `իրենց ստանդարտացման բնույթով: Դիսկրետ բաղադրիչներով ուժեղացուցիչների նախագծումը շատ փոփոխություններ կատարեց ակտիվ սարքերի միջև եղած տարբերությունների պատճառով: Եթե ուժեղացուցիչները բոլորը կառուցված են նույն սիլիցիումի սալիկից, ապա դրանք բոլորը կարող են պատրաստվել նույնը և ունենալ նույն բնութագրերը: Գործող ուժեղացուցիչներով նախագծելիս սարքի համար որոշակի շահույթ կարելի է ստանալ `տեղադրելով երկու արտաքին դիմադրություն` հատուկ դիմադրության հարաբերակցությամբ: Օրինակ, եթե ցանկալի է 100 լարման ձեռքբերում, 100k ռեզիստոր և 1k ռեզիստոր կարող են տեղադրվել շրջանագծի մեջ `100 հարաբերակցություն ստանալու համար: Այս ռազմավարության կիրառմամբ շահույթը ամեն անգամ նույնն է: Բոլոր ժամանակների ամենահայտնի օպերատորը 741-ն է, որը գոյություն ունի 70-ականների սկզբից և օգտագործվում էր սերունդների սիրահարների կողմից ՝ ամեն ինչում ՝ աուդիո ուժեղացուցիչներից մինչև էլեկտրամատակարարում: 741-ը երկար տարիներ չի օգտագործվում արդյունաբերության մեջ, քանի որ ավելի լավ op-amps են մշակվել, բայց նրանք դեռևս ունեն հետևյալ հետևորդները հոբբիստների շրջանում և հեշտ է ձեռք բերել: Առաջին սարքերը դուրս եկան կամ 8 փին երկակի ներկառուցված փաթեթի ոճով, կամ շրջանաձև մետաղյա տարայով: Հետագայում հասանելի դարձան մակերեսային սարքեր: 741-ը և նրա խաղողի բերքահավաքի այլ օպերատորներն օգտագործել են երկբևեռ տրանզիստորներ ՝ դաշտային էֆեկտի տրանզիստորների օգտագործմամբ սարքերով, որոնք ավելի ուշ են դուրս գալիս: Դաշտային էֆեկտի տրանզիստորների մուտքերը սկսեցին օգտագործվել, քանի որ մուտքի ավելի մեծ դիմադրողականություն և ընթացիկ ավելի ցածր արտահոսք ունենալու անհրաժեշտության պատճառով:

Քայլ 2: Ոչ շրջող ուժեղացուցիչ

Ոչ շրջադարձային ուժեղացուցիչն առաջին միացումն է, որը մենք կանցնենք: Վերոնշյալ գծապատկերում, op ուժեղացուցիչը միացված է մուտքին դեպի դրական մուտքագրում, իսկ հետադարձ ռեզիստորը `բացասական: Rf- ի և Rg- ի հարաբերակցությունը որոշում է շահույթը: Վերոնշյալ սխեմայի դեպքում լարման շահույթը 10. սարքի անջատման սահմանափակ արագությունը: Երբ մուտքն իջեցվում է մինչև 1 կՀց քառակուսի ալիքի, ելքը բարելավվում է և ավելի շատ նման է իրական քառակուսի ալիքի: Օպ-ի հզորության չափումը `հետևելու մուտքային ազդանշանի ամպլիտուդի փոփոխություններին, կոչվում է« Թռիչքի արագություն »և չափվում է վոլտ-մեկ-միկրո վայրկյանում: 741-ն ունի շատ համեստ գնահատական ՝ 0,5 վոլտ / մկրկ: Բարձր արագությամբ օդի ուժեղացուցիչներն ունեն 5000 վոլտ / մկրկ վարկյան, չնայած TL081- ի նման տիպիկին միջին գնահատականը կլինի 13 վոլտ / վրկ:

Քայլ 3. Շրջվող ուժեղացուցիչ

Օպամպը կարող է կազմաձևվել այնպես, որ 1 վոլտ բացասական ընթացող ալիքի ձևը կարող է շրջվել և ուժեղացվել `տալով 10 վոլտ դրական ընթացող ալիքի ձև: Այս կոնֆիգուրացիայի օգտագործումը կարող է լինել ցանկացած վայրում, երբ անհրաժեշտ է փուլային փոփոխություն, օրինակ ՝ դիսկրետ տրանզիստորային ուժեղացուցիչների վարորդական փուլերում:

Քայլ 4. Օգտագործեք Op Amp- ը որպես քառակուսի ալիք սինուս ալիքի փոխարկիչ

Վերոնշյալ միացումը 1000 Հց քառակուսի ալիքը կփոխի 1000 Հց սինուս ալիքի: Դա անում է ՝ զտելով բոլոր հաճախականության բաղադրիչները (ներդաշնակները) հիմնարարի վերևից և ներքևից, որը սինուս ալիք է: Հետադարձ կապի մեջ ռեզիստորներ օգտագործելու փոխարեն, մենք օգտագործում ենք հաճախականության ընտրովի բաղադրիչներ (կոնդենսատորներ), որոնք բացասական հետադարձ կապ են ապահովում `անցանկալի հաճախականությունները չեղարկելու համար: Միջին դիագրամը ցույց է տալիս իրական սխեմայի մոդելավորումը և արտադրված ալիքի ձևը: Երրորդ դիագրամը ցույց է տալիս միացման հաճախականության արձագանքը: Այս տեսակի միացման տեխնիկական անվանումը ակտիվ ժապավենի ֆիլտր է: Այն թույլ է տալիս հաճախությունների շատ նեղ գոտի անցնել առանց թուլանալու:

Քայլ 5: Օգտագործեք Op Amp- ը որպես համեմատիչ

Կան հատուկ չիպսեր, որոնք ավելի լավ համեմատիչներ են, բայց երբեմն դրանք գուցե չունենաք, այնպես որ միշտ օգտակար է իմանալ, թե ինչպես կարելի է համեմատիչ սարքել opamp- ից: Համեմատության արագ վերանայում, դա հիմնականում opamp է, որը ստեղծվել է որպես ուժեղացուցիչ ՝ առանց հետադարձ կապի, ինչը թույլ է տալիս ուժեղացուցիչին աշխատել առավելագույն շահույթով: Երբ մեկ մուտքը կապված է որոշակի լարման հետ, ինչպիսին է դիագրամում ցուցադրվող 3 վոլտը, միացումն ապահովում է ելք, որը գրեթե առավելագույն երկաթուղային լարումն է, երբ երկու մուտքերը գտնվում են նույն լարման վրա: Վերոնշյալ սխեմայի դեպքում 1 կՀց -ի սինուսային ալիքը տալիս է ելք, երբ բարձրանում է 3 վոլտից և նորից անջատվում է, երբ սինուս ալիքը իջնում է 3 վոլտից: Համեմատողները սովորաբար օգտագործվում են (ADC) և թուլացման տատանումների մեջ:

Քայլ 6. Ամփոփիչ ուժեղացուցիչ կառուցելը Opamp- ով

Վերոնշյալ ամփոփիչ ուժեղացուցիչը ընդունում է երկու 1 կՀց ազդանշան ՝ մեկը 10 մՎ գագաթից գագաթ և մեկը ՝ 20 մՎ գագաթնակետ գագաթից: Արդյունքում արտադրվում է 60 մՎ գագաթնակետից գագաթ: Քանի որ դա շրջադարձային ուժեղացուցիչ է, այն հակառակ փուլի ազդանշան է տալիս:

Ամփոփիչ ուժեղացուցիչներն օգտագործվում են աուդիո խառնիչներում, որտեղ անհրաժեշտ է միացնել տարբեր մուտքեր: Ազդանշանները սնուցելով պոտենցիոմետրերի վրա, ազդանշանները կարող են փոփոխվել `ցանկալի ելք տալու համար:

Քայլ 7: Երեք մուտքային աուդիո խառնիչ

Այս սխեման կարող է օգտագործվել երկու գործիքների և վոկալ երգի միախառնման համար, անհրաժեշտության դեպքում կարող են ավելացվել ավելի շատ տվյալներ: Յուրաքանչյուր մուտքային մակարդակ կարող է ինքնուրույն ճշգրտվել պոտենցիոմետրերի միջոցով: