יישומי מגבר אופ מגוונים באלקטרוניקה

נסה את הכלי שלנו לביטול בעיות





מגבר תפעולי הוא מעגל משולב הפועל כמגבר מתח. מגבר אופ ככניסה דיפרנציאלית. שיש לו שתי תשומות בקוטביות הפוכה. מגבר כקלט יחיד בעל קוטביות הפוכה. למגבר אופ יש פלט יחיד ורווח גבוה מאוד, מה שמעניק לזה את אות הפלט.

באופן כללי, אנו משתמשים ביישומים רבים באמצעות מגברי אופ כמו




  • מגברים דיפרנציאליים
  • מגברים הפוכים
  • מגברים שאינם הופכים
  • חסידי מתח
  • מגברי סיכום
  • מגברי מכשור

זה ישמש כמה מתנדים

  • מתנדים בגשר וינה

זה ישמש כמסננים מסוימים באמצעות מגברים תפעוליים



  • ניתן להשתמש במגברים תפעוליים בבניית פילטרים פעילים, המספקים פונקציות של מעבר גבוה, דחיית פס ועיכוב. עכבת הקלט הגבוהה, הרווח של מגבר אופציה מאפשרים חישוב פשוט של ערכי האלמנטים.

בחלק מהמגברים התפעוליים ניתן להשתמש בדרך כלל בתור משווים כמו

תרשים סכמטי השוואה הבסיסי כפי שמוצג באיור


משווה

משווה

כעת נדון בסוגים שונים של מגברים דיפרנציאליים בפירוט שלב אחר שלב

מגברים דיפרנציאליים

מגבר דיפרנציאלי מגביר את ההפרש בין שני מתחים, מה שהופך סוג זה של מעגל מגברים תפעולי לטרקטור משנה בשונה ממגבר מסכם שמוסיף או מסכם את מתח הכניסה. אלה סוגים של מעגלי מגבר תפעולי ידועים בדרך כלל כמגבר דיפרנציאלי. על ידי חיבור כל מתמחה קלט לאדמת 0v נוכל להשתמש בסופרפוזיציה כדי לפתור את מתח המוצא Vout. המשוואה של ה- Vout היא

מגבר דיפרנציאלי

מגבר דיפרנציאלי

V החוצה = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)

במשוואה זו R1 = R2 ו- R3 = R4 ואז באמצעות משוואה זו

V החוצה = R3 / R1 (V2-V1).

אם כל הנגדים הללו כל אותם ערכי אוהם זהים, זה R1 = R2 = R3. ואז המעגל יהפוך למגברי אופפרנציאל רווח של Unity.

יישומים של מגברים דיפרנציאליים

  • הוא משמש כמעגל משוב שלילי בסדרה באמצעות מגבר אופ
  • באופן כללי, אנו משתמשים במגבר דיפרנציאלי הפועל כמעגל בקרת עוצמת קול.
  • המגבר התפעולי הדיפרנציאלי יכול לשמש כמעגל בקרת רווח אוטומטי.
  • ניתן להשתמש בחלק מהמגבר התפעולי הדיפרנציאלי לצורך אפנון משרעת.

היפוך מגברים תפעוליים

מגבר הפוך הוא מעגל לולאה סגורה מעגל המגבר התפעולי מחובר עם המשוב כדי לייצר את פעולת המשוב. כאשר מטפלים במגברי אופ ישנם שני כללים חשובים מאוד לזכור לגבי מגבר היפוך, אלה אינם זרמי זרם למסוף הכניסה. וש- V1 תמיד שווה ל- V2. עם זאת, במעגלי מגבר אופציונלי בעולם האמיתי שני הכללים הללו שבורים מעט.

הסיבה לכך היא כי צומת צומת אות הכניסה והמשוב נמצא באותו פוטנציאל כמו הקלט החיובי, שנמצא ב- 0 וולט או בקרקע ואז הצומת הוא כדור הארץ הוירטואלי.

בגלל צומת האדמה הווירטואלית התנגדות הקלט של המגבר שווה לערך של נגן הכניסה, ניתן להגדיר את R in ואת רווח הלולאה הסגורה של המגבר ההפוך על ידי היחס בין שני הנגדים החיצוניים.

אמרנו לעיל שיש חוקים חשובים מאוד שיש לזכור לגבי מגבר היפוך או שמוצג מגבר תפעולי בשעון

  • שום זרם זורם למסופי הקלט
  • מתח הקלט הדיפרנציאלי הוא 0 כ- V1 = V2 = 0.

ואז על ידי שימוש בשני כללים אנו יכולים להפיק את המשוואה על ידי חישוב רווח הלולאה הסגורה של מגבר הפוך

מגבר הפוך

מגבר הפוך

I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)

לכן אני = (Vin-V2) / רין

אני = (V2-Vout) / Rf

הלולאה הסגורה רווח ניתנת כ- Vout / Vin = -Rf / Rin

רווח המתח בלולאה סגורה שווה ל- Vout = –Rf / Rin * Vin

הסימן השלילי במשוואה מציין היפוך של אות הפלט בהתאמה לקלט כ -180 מעלות מחוץ לשלב

יישומים של המגבר ההפוך

  • מגבר היפוך הוא השימוש המלא עבור מגבר מתח או מגבר סיכום
  • מגבר היפוך מתאים למגבר הקנה המשתנה.
  • זה מתאים למגבר מאוזן.

מגבר לא הפוך

מגבר לא הפוך כאשר הפלט הוא באותו מובן או בשלב עם הקלט. במעגל זה האות מוחל על הקלט הלא הפוך של המגבר התפעולי. עם זאת, המשוב נלקח מהפלט באמצעות נגד לכניסה ההפוכה של המגבר התפעולי, שם נגבר נגד אחר לקרקע. המגבר הבסיסי שאינו הפוך מוצג באיור

מגבר לא הפוך

מגבר לא הפוך

קל לקבוע את הרווח של מעגל המגבר הלא הפוך של המגבר התפעולי ואת הפלט של המגבר הלא הפוך זהה למתח הכניסה. אז, שהרווח של המגבר הוא גבוה במיוחד.

מכיוון שהכניסה למגבר ה- Op לא שואבת זרם זה אומר שהזרם הזורם בנגדים R1 ו- R2 והמתח בשני הקלטים זהה. ניתן לקרוא למשוואת המגבר הלא-הפוך כ- Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1.

יישומים של מגבר לא הפוך

  • מגבר שאינו הופך משתמש בחיבור משוב שלילי עם מפריד מתח.
  • כאן רווח המתח תמיד גדול מ -1.

עוקב מתח

חסיד מתח נקרא גם כמגבר רווח אחדות, מגבר חיץ ומגבר בידוד) הוא מעגל מגבר בעל מגבר מתח של 1.

המשמעות היא שמגבר ה- OP אינו מספק שום הגברה לאות. הסיבה שזה נקרא כחסיד מתח היא מכיוון שמתח המוצא אינו מספק את מתח הכניסה.

עוקב מתח

עוקב מתח

מעגל מגבר מגבר הוא עכבת כניסה גבוהה מאוד. עכבת הקלט הגבוהה הזו היא הסיבה לשימוש בחסור מתח. העומס דורש ומושך כמות עצומה של זרם. זה גורם לכמות עצומה של כוח להימשך על ידי מקור כוח ס. חסידי מתח נקראים גם כמאגר מתח.

יישומים של עוקב מתח

  • עכבת כניסה גבוהה ועכבת תפוקה נמוכה מאוד
  • בדרך כלל משתמשים בחסידי מתח בכדי לבודד שלבים זה מזה.
  • חסיד מתח נקרא גם כחוצץ מתח.

מגבר סיכום

מגבר סיכום הוא אחד היישומים של מגבר תפעולי הפוך, אך אם נוסיף נגן כניסה נוסף השווה בערכים לנגד הקלט האחר, רין בסופו של דבר נקרא מגבר אופ נוסף כמגבר סיכום.

מגבר סיכום

מגבר סיכום

זה גם כסמל מעגל מוסף מתח במתח כניסת המגבר V1, V2, V3 ולמנגדי הקלט הם רין, משוב נגדים הם Rf. אז יישום הסיכום מוצג באיור

-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3 ... וכו ')

יישומים של מגבר סיכום

נקודות זיכוי