Bộ khuếch đại hoạt động là gì?

Trong điện tử vô tuyến và vi mạch, bộ khuếch đại hoạt động (op-amp) được sử dụng rộng rãi. Nó có các đặc tính kỹ thuật tuyệt vời (TX) để khuếch đại tín hiệu. Để hiểu phạm vi của HĐH, bạn cần biết nguyên lý hoạt động của nó, sơ đồ kết nối và TX chính.

Bộ khuếch đại hoạt động là gì

OU - một mạch tích hợp (IC), mục đích chính của nó là khuếch đại giá trị của dòng điện một chiều. Nó chỉ có một đầu ra, được gọi là vi sai. Đầu ra này có hệ số khuếch đại tín hiệu cao (Ky). Op-amps chủ yếu được sử dụng trong việc xây dựng các mạch có phản hồi âm (NFB), với độ lợi chính TX, xác định Ku của mạch gốc. Op-amps không chỉ được sử dụng dưới dạng các IC riêng lẻ mà còn được sử dụng trong các khối thiết bị phức tạp khác nhau.

Op-amp có 2 đầu vào và 1 đầu ra, đồng thời cũng có các đầu ra để kết nối nguồn điện (IP). Nguyên tắc hoạt động của một bộ khuếch đại hoạt động rất đơn giản. Có 2 quy tắc được lấy làm cơ sở.Các quy tắc mô tả các quy trình đơn giản của hoạt động vi mạch diễn ra trong hệ điều hành và cách vi mạch hoạt động rõ ràng ngay cả đối với người giả. Ở đầu ra, chênh lệch điện áp (U) là 0 và các đầu vào op-amp hầu như không tạo ra dòng điện (I). Một đầu vào được gọi là không đảo ngược (V +) và đầu vào còn lại được gọi là không đảo (V-). Ngoài ra, các đầu vào op-amp có điện trở (R) cao và hầu như không tiêu thụ I.

Con chip so sánh các giá trị U ở đầu vào và đầu ra tín hiệu, tiền khuếch đại tín hiệu đó. Ku OU có giá trị cao đạt 1000000. Nếu đặt U thấp vào đầu vào thì ở đầu ra có thể thu được giá trị bằng U của nguồn điện (Uip). Nếu U ở đầu vào V + lớn hơn tại V-, thì đầu ra sẽ có giá trị dương lớn nhất. Khi được cấp nguồn bởi một U dương của đầu vào đảo ngược, đầu ra sẽ có điện áp âm cực đại.

Yêu cầu chính cho hoạt động của HĐH là sử dụng IP lưỡng cực. Có thể sử dụng IP đơn cực, nhưng khả năng của op-amp bị hạn chế nghiêm trọng. Nếu bạn sử dụng pin và lấy giá trị cộng của nó là 0, thì khi đo các giá trị, bạn nhận được 1,5 V. Nếu bạn lấy 2 pin và mắc nối tiếp chúng, thì U sẽ được thêm vào, tức là. thiết bị sẽ hiển thị 3 V.

Nếu chúng ta lấy cực âm của pin là 0, thì thiết bị sẽ hiển thị 3 V. Ngược lại, nếu chúng ta lấy cực dương là 0, thì chúng ta nhận được -3 V. Khi sử dụng điểm giữa hai pin là 0, chúng ta lấy một IP lưỡng cực nguyên thủy. Bạn chỉ có thể kiểm tra tình trạng của op-amp khi kết nối nó với mạch.

Các loại và ký hiệu trên sơ đồ

Với sự phát triển của mạch điện, các bộ khuếch đại hoạt động không ngừng được cải tiến và xuất hiện các mô hình mới.

Phân loại theo ứng dụng:

1. Công nghiệp là một lựa chọn rẻ.
2. Precision (thiết bị đo chính xác).
3. Điện cơ (giá trị nhỏ của Iin).
4. Micropower (tiêu thụ công suất I nhỏ).
5. Có thể lập trình (dòng điện được đặt bằng cách sử dụng I bên ngoài).
6. Mạnh mẽ hoặc dòng điện cao (mang lại giá trị I lớn hơn cho người tiêu dùng).
7. Điện áp thấp (hoạt động ở U <3 V).
8. Điện áp cao (được thiết kế cho các giá trị U cao).
9. Phản hồi nhanh (tốc độ quay vòng cao và tần số tăng).
10. Với độ ồn thấp.
11. Loại âm (sóng hài thấp).
12. Đối với loại nguồn cung cấp điện lưỡng cực và đơn cực.
13. Sự khác biệt (có khả năng đo U thấp ở tiếng ồn cao). Được sử dụng trong shunts.
14. Khuếch đại tầng loại thành phẩm.
15. Chuyên.

Theo tín hiệu đầu vào, op amps được chia thành 2 loại:

1. Với 2 lối vào.
2. Với 3 đầu vào. 3 đầu vào được sử dụng để mở rộng chức năng. Có hệ điều hành nội bộ.

Mạch khuếch đại hoạt động khá phức tạp, không có nghĩa lý gì để sản xuất nó, và người nghiệp dư về radio chỉ cần biết mạch chuyển mạch khuếch đại hoạt động chính xác, nhưng đối với điều này, người ta nên hiểu cách giải mã các kết luận của nó.

Các chỉ định chính của các phát hiện của vi mạch:

1. V + là đầu vào không đảo.
2. V- - đầu vào đảo ngược.
3. Vout - đầu ra. Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - cực dương của IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - trừ IP.

Trong hầu hết các op-amp, có 5 kết luận. Tuy nhiên, một số giống có thể thiếu V-. Có những mô hình có kết luận bổ sung mở rộng khả năng của op-amp.

Các kết luận cung cấp điện không cần phải được đánh dấu, bởi vì. điều này làm tăng khả năng đọc của sơ đồ. Đầu ra nguồn từ cực hoặc cực dương của IP nằm ở trên cùng của mạch.

Các đặc điểm chính

Op-amps, giống như các thành phần radio khác, có TX, có thể được chia thành các loại:

1. Khuếch đại.
2. Đầu vào.
3. Nhưng ngay cuối tuần.
4. Năng lượng.
5. Trôi.
6. Tính thường xuyên.
7. màn biểu diễn.

Độ lợi là đặc điểm chính của amp op. Nó được đặc trưng bởi tỷ lệ của tín hiệu đầu ra so với đầu vào. Nó còn được gọi là biên độ, hay TX truyền, được trình bày dưới dạng đồ thị phụ thuộc. Đầu vào bao gồm tất cả các giá trị cho đầu vào của op-amp: Rin, dòng điện phân cực (Ism) và dịch chuyển (Iin), độ lệch và vi sai đầu vào tối đa U (Udifmax).
Icm được sử dụng để vận hành op-amp ở đầu vào. Iin là cần thiết cho hoạt động của giai đoạn đầu vào của op-amp. Iin shift - sự khác biệt Icm đối với 2 chất bán dẫn đầu vào của op-amp.

Trong quá trình xây dựng mạch, những tôi phải được tính đến khi kết nối các điện trở. Nếu Iin không được tính đến, thì điều này có thể dẫn đến việc tạo ra một U vi sai, dẫn đến hoạt động của op-amp không chính xác.
Udifmax - U, được cung cấp giữa các đầu vào của op-amp. Giá trị của nó đặc trưng cho việc loại trừ hư hỏng đối với các chất bán dẫn của tầng vi sai.

Để bảo vệ đáng tin cậy giữa các đầu vào của op-amp, 2 điốt và một điốt zener được kết nối chống song song. Đầu vào vi phân R được đặc trưng bởi R giữa hai đầu vào và đầu vào chế độ chung R là giá trị giữa 2 đầu vào của amp op được kết hợp và nối đất (nối đất). Các tham số đầu ra của op amp bao gồm đầu ra R (Rout), đầu ra tối đa U và I. Tham số Rout nên có giá trị nhỏ hơn để có đặc tính khuếch đại tốt hơn.

Để đạt được một Rout nhỏ, bạn cần sử dụng một người theo dõi emitter. Iout được thay đổi với bộ thu I.Năng lượng TX được ước tính bằng công suất tối đa mà HĐH tiêu thụ. Lý do cho hoạt động không chính xác của op-amp là sự lan truyền TX của các chất bán dẫn của tầng khuếch đại vi sai, phụ thuộc vào các chỉ số nhiệt độ (độ lệch nhiệt độ). Các thông số tần số của op-amp là những thông số chính. Chúng góp phần khuếch đại tín hiệu sóng hài và xung (tốc độ).

Trong op-amp của IC có dạng chung và đặc biệt, một tụ điện được bao gồm để ngăn chặn việc tạo ra tín hiệu tần số cao. Ở tần số có giá trị thấp, các mạch có hệ số K lớn mà không có phản hồi (OS). Hệ điều hành sử dụng kết nối không đảo ngược. Ngoài ra, trong một số trường hợp, ví dụ, trong sản xuất bộ khuếch đại đảo ngược, hệ điều hành không được sử dụng. Ngoài ra, op-amp có các đặc điểm động:

1. Tỷ lệ quay vòng Uout (SN Uout).
2. Thời gian giải quyết Uout (phản hồi op-amp ở bước nhảy U).

Nơi áp dụng

Có 2 loại mạch op-amp, khác nhau về cách chúng được kết nối. Hạn chế chính của OU là Ku không nhất quán, phụ thuộc vào phương thức hoạt động. Các lĩnh vực ứng dụng chính là bộ khuếch đại: đảo ngược (IU) và không đảo (NIO). Trong mạch NRU, Ku by U được đặt bởi các điện trở (tín hiệu phải được đưa vào đầu vào). OU chứa một OOS thuộc loại tuần tự. Kết nối này được thực hiện trên một trong các điện trở. Nó chỉ được phục vụ trên V-.

Trong DUT, các tín hiệu bị lệch pha. Để thay đổi dấu hiệu của điện áp âm đầu ra, cần nối đất một phản hồi song song về U. Đầu vào không đảo ngược, phải được nối đất. Tín hiệu đầu vào được đưa qua một điện trở đến đầu vào đảo ngược.Nếu đầu vào không đảo ngược nối đất, thì sự khác biệt U giữa các đầu vào của op amp là 0.

Bạn có thể chọn các thiết bị sử dụng hệ điều hành:

1. Bộ tiền khuếch đại.
2. Bộ khuếch đại tín hiệu tần số âm thanh và hình ảnh.
3. Bộ so sánh U.
4. Bộ khuếch đại.
5. Người khác biệt.
6. Bộ tích phân.
7. các phần tử lọc.
8. Bộ chỉnh lưu (tăng độ chính xác của các thông số đầu ra).
9. Bộ ổn định U và I.
10. Máy tính loại tương tự.
11. ADC (bộ chuyển đổi tương tự sang số).
12. DAC (bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự).
13. Các thiết bị để tạo ra các tín hiệu khác nhau.
14. Công nghệ máy tính.

Các bộ khuếch đại hoạt động và ứng dụng của chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị khác nhau.

Các bài tương tự: