Model OPV yang diidealkan[edit]
Amplifier operasional memiliki dua input (+) dan (-) dan satu output (UA). Ini juga memiliki catu daya positif dan negatif (V +) dan (V-). Catu daya[edit]
Catu daya seharusnya tidak menarik pada awalnya. Mereka sering tidak ditarik di sirkuit. Namun, dalam praktiknya, penting untuk mengetahui bahwa tegangan output selalu antara (V +) dan (V-). Tegangan output OPV akhirnya disebabkan oleh fakta bahwa output terhubung ke dua tegangan suplai melalui transistor dengan impedansi yang kurang lebih tinggi.
Jika Anda memasok OPV dengan +5V, OPV dapat menghasilkan +5V pada output dalam kasus terbaik. Dalam hal ini, orang akan berbicara tentang amplifier operasional "rail-to-rail". Untuk banyak amplifier operasional, tegangan output maksimum yang mungkin lebih rendah dari tegangan suplai. OPV yang terhubung dengan catu daya +5V, misalnya, kemudian hanya dapat menghasilkan tegangan output +4V. Output[edit]
Output dari OPV adalah sumber tegangan yang ideal. Ini berarti bahwa tegangan output tidak tergantung pada apa yang terhubung ke OPVan di sisi output. Dalam praktiknya, model ini sering hanya berlaku untuk "aplikasi yang bermakna". Misalnya, arus output OPV terbatas ke atas (biasanya dalam kisaran mA), dan beberapa OPV bergetar sangat mudah ketika mengalami beban kapasitif. Input[edit]
Input dari OPV adalah impedansi tinggi, yaitu mereka hanya "probe" yang tidak membawa arus apapun. Perhatian: Namun, sirkuit perlindungan input (dioda dari GND dan terhadap VCC) pada beberapa OPV dapat menyebabkan arus mengalir ke input jika tegangan operasinya dimatikan, e.B. Cara kerjanya[edit]
OPV mengukur perbedaan [matematika]\displaystyle U_D = U(+) - U(-) [/matematika] dari tegangan input kapan saja.
Jika tegangan pada (+) lebih besar dari pada (-), OPV meningkatkan tegangan output.Jika tegangan pada (+) lebih rendah dari pada (-), OPV mengurangi tegangan output.
Hasil dari proses ini sering ditentukan oleh persamaan:
[matematika]\gaya tampilan U_a = v \cdot U_D [/matematika]
di mana [matematika]\displaystyle v [/math] adalah angka yang sangat besar (10 ^ 4 ...10 ^ 6).
Dengan bantuan fungsi yang dijelaskan, semua sirkuit dasar dapat diturunkan. Contoh[edit]
Sirkuit dasar pembalik menurut Gambar a) dipertimbangkan di bagian Amplifier Sirkuit Dasar.
Untuk arah panah tegangan dan arus:[matematika]\gaya tampilan U_e [/matematika]: atas ke bawah[matematika]\gaya tampilan I_R3 [/matematika]: dari kiri ke kanan
Tegangan pada input (+) adalah nol. Tegangan pada input (-) dimanipulasi oleh sumber tegangan [matematika]\displaystyle U_e [/math] dan oleh sumber tegangan OPV yang terletak di OPV dan terhubung ke output.Jika tegangan pada input (-) negatif, penguat operasional meningkatkan tegangan output. Akibatnya, tegangan pada input (-) juga lebih positif karena umpan balik melalui resistor. Ini sampai tegangan pada input (-) sama dengan tegangan pada input (+), yaitu U (-)=0V.Jika tegangan pada input (-) positif, penguat operasional mengurangi tegangan output. Akibatnya, tegangan pada input (-) juga dibuat lebih negatif oleh umpan balik melalui resistor. Ini sampai tegangan pada input (-) sama dengan tegangan pada input (+), yaitu U (-)=0V.
Oleh karena itu, penguat operasional akan menyesuaikan tegangan ke (+) dan (-). Ini selalu terjadi ketika output terhubung ke input (-). Triknya di sirkuit ini adalah hanya sebagian dari tegangan output yang dikembalikan. Oleh karena itu, tegangan U_e lebih tinggi dari bagian yang diperlukan untuk mencocokkan tegangan pada input. Prinsip ini disebut "umpan balik". Ini adalah bagaimana semua sirkuit OPV analog bekerja.
Karena (+) potensi tanah diterapkan, (-) dengan demikian juga selaras dengannya, sehingga [matematika]\displaystyle R_3 [/math] tegangan [matematika]\displaystyle U_e [/matematika] terpasang. Oleh karena itu:[matematika]\displaystyle I_R3=\fracU_eR_3. [/math]
Karena input () adalah impedansi tinggi, [matematika] \ displaystyle mengalir I_R3 [/ matematika] melalui [matematika] \ gaya tampilan R_4 [/ matematika] ke output OPV.
Ua adalah tegangan dari output ke tanah (virtual) pada input (-). (--> panah dan jelaskan bahwa tidak masalah apakah panah pergi dari output ke tanah atau dari output "melawan arah saat ini" ke tanah virtual (-)!)
Dengan bantuan hasil [matematika]\displaystyle I_R3=\fracU_eR_3 [/matematika]:
[matematika]\U_a gaya tampilan = -R_4 \cdot I_R3 = -R_4 \lebih dari R_3 \cdot U_e. [/math]
Energi untuk transportasi daya melalui [matematika] \ displaystyle R_4 [/ matematika] berasal dari OPV! Segera setelah muatan telah mencapai massa virtual di (-) mulai dari sumber tegangan [matematika] \ gaya tampilan U_e [/ matematika], [matematika] \ displaystyle U_e [/ matematika] telah memancarkan semua energinya. OPV nyata / Nilai karakteristik[edit]
Menyimpang dari OPV yang ideal, OPV nyata memiliki berbagai keterbatasan dan nilai karakteristik yang membuatnya kurang lebih ditakdirkan untuk aplikasi yang berbeda. Perolehan idle[edit]
Gain tanpa beban menunjukkan berapa banyak sinyal output biasanya berubah secara statis saat mengubah sinyal input, atau dapat mencapai setelah resonansi jika tidak dibatasi oleh batas operasi. Produk bandwidth amplifikasi[edit]
Produk bandwidth gain menunjukkan di mana mendapatkan bandwidth mana yang dapat dicapai. Keuntungan dapat disesuaikan dengan umpan balik. Dengan keuntungan yang lebih kecil, ini menghasilkan bandwidth yang lebih tinggi jika produk keduanya konstan. Bandwidth pada gain satu disebut frekuensi penguatan kesatuan. Produk bandwidth gain sangat penting untuk perilaku sinyal kecil.Tingkat kenaikan[edit]
Selain produk bandwidth gain, tingkat slew sangat menentukan untuk perilaku sinyal besar, karena pada amplitudo output tinggi kurva output mungkin menjadi terlalu curam untuk direproduksi dengan benar. Keuntungan mode umum[edit]
Karena desain inhomogeneous dari tahap amplifier internal, dua sinyal input tidak diperkuat persis sama, yang dapat dibagi menjadi bagian yang sama dan diferensial. Rasio penolakan mode umum yang tidak diinginkan (CMRR) adalah ukuran kualitas OPV. OPV klasik (VFB) selalu memiliki CMRR yang jatuh dengan frekuensi (-20 dB / dekade). Area input dan output[edit]
Seperti yang telah disebutkan di atas, tegangan output opv dibatasi oleh tegangan suplai dan struktur internal OPV. OPV standar biasanya mencapai kisaran output yang mencapai hingga sekitar 1-2 V tegangan suplai, sementara apa yang disebut Rail-to-Rail (R2R) OPV datang sangat dekat (pada beban rendah ke beberapa mV) ke tegangan pasokan. Namun, ini terkait dengan kompromi, jadi biasanya lebih baik menggunakan R2R OPV hanya bila diperlukan.
Pembatasan serupa juga ada untuk input OPV, di sini pada dasarnya tiga jenis dibedakan:Klasik: Tegangan input hanya dapat mencapai pasokan hingga beberapa volt.Penginderaan tanah: Tegangan input dapat turun ke pasokan negatif, perwakilan klasik adalah LM324 / LM358.Rail-to-Rail Input / Output (RRIO): R2R OPV, di mana input dan output meluas ke tegangan suplai.
Dengan amplifier operasional klasik, perlu dicatat bahwa beberapa menunjukkan perilaku yang disebut pembalikan fase ketika tegangan input melebihi kisaran yang diizinkan. Selama pembalikan fase, fase dalam tahap input OPV berputar 180 ° dan umpan balik menjadi co-coupling. Perwakilan terkenal dari spesies ini adalah keluarga OPV TL06x / TL07x / TL08x. Sirkuit amplifier dasar[edit]Sirkuit dasar dengan perhitungan[edit]
Dalam a) dan b) kami menggunakan OPV sebagai penguat dan menggunakan kemungkinan umpan balik untuk mendapatkan keuntungan yang ditentukan. Kami sekali lagi berasumsi bahwa OPV adalah komponen ideal dan oleh karena itu penguatan idle-nya tidak terbatas. Demikian juga, kami menganggap resistensi input tidak terbatas.
