Βίντεο: Week 4, continued 2024
Ένας ενισχυτής op είναι ένα υπερευαίσθητο κύκλωμα ηλεκτρονικού ενισχυτή που έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει τη διαφορά των δύο τάσεων εισόδου. Έτσι, ένας ενισχυτής op έχει δύο εισόδους και μία έξοδο. Η τάση εξόδου είναι συχνά δεκάδες ή ακόμα και εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη διαφορά στις τάσεις εισόδου.
Εσωτερικά, οι απλούστεροι op ενισχυτές αποτελούνται από αρκετές τρανζίστορ ντουζίνας και οι πιο πολύπλοκες ποικιλίες έχουν πολλά περισσότερα. Αλλά μπορείτε να αγνοήσετε το εσωτερικό κύκλωμα και να το αντιμετωπίζετε ως μια εύχρηστη συσκευή που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χωρίς να καταλάβετε πώς λειτουργεί.
Τα παρακάτω περιγράφουν τη λειτουργία κάθε σύνδεσης που φαίνεται στο σχηματικό σύμβολο:
-
+ V και -V: Η τροφοδοσία παρέχεται μέσω δύο ακίδων που συνήθως φέρουν την ένδειξη + V και -V. (Αυτές οι ακίδες μπορούν να χαρακτηριστούν ως V s + και V s - .) Οι περισσότεροι ενισχυτές OP απαιτούν τροφοδοσία θετικής και αρνητικής τάσης, V έως 18 V.
Αυτός ο τύπος παροχής ρεύματος ονομάζεται διαίρεση τροφοδοσίας . Η ένδειξη υποδεικνύει ότι απαιτείται τόσο θετική τάση όσο και αρνητική τάση. 6 V, για παράδειγμα, σημαίνει ότι απαιτούνται και τα +6 V και τα -6 V.
Μπορείτε να κατασκευάσετε μια τμηματική τροφοδοσία χρησιμοποιώντας δύο μπαταρίες συνδεδεμένες από άκρο σε άκρο. Εδώ, συνδέονται δύο μπαταρίες 9 V για να δημιουργηθεί τροφοδοσία 9 V. Σημειώστε ότι τα +9 V και τα -9 V μετρούνται σε σχέση με το έδαφος, το οποίο είναι προσβάσιμο μεταξύ των δύο μπαταριών
Ορισμένοι ενισχυτές δεν απαιτούν τροφοδοτικά τμηματικής τάσης. Οι ενισχυτές Op που χρησιμοποιούν μονάδες τροφοδοσίας έχουν τερματικό γείωσης αντί για τερματικό -V.
-
V out : Η έξοδος του ενισχυτή op παίρνεται από τον ακροδέκτη V έξω . Η τάση στον ακροδέκτη εξόδου μπορεί να είναι θετική ή αρνητική, ανάλογα με τη διαφορά τάσης μεταξύ των δύο ακροδεκτών εισόδου. Η μέγιστη τάση είναι συνήθως μερικά βολτ μικρότερη από την τάση τροφοδοσίας στους ακροδέκτες + V και -V. Έτσι, αν η τροφοδοσία για έναν ενισχυτή op είναι 9 V, η μέγιστη ισχύς θα είναι περίπου 7 V ή 8 V.
Οι περισσότεροι ενισχυτές OP μπορούν να χειριστούν μόνο ένα μικρό ρεύμα μέσω του τερματικού εξόδου - συνήθως, στη γειτονιά των 25 mA ή λιγότερο. Η έξοδος περνάει από μια εξωτερική αντίσταση, ονομαζόμενη R L . Το άλλο άκρο αυτής της αντίστασης συνδέεται με τη γείωση. Έτσι, το ρεύμα εξόδου που ρέει μέσω του ενισχυτή op πρέπει τελικά να καταλήξει στο έδαφος.
-
V + και V - : Οι δύο είσοδοι είναι οι ακροδέκτες V + και V - . Αυτά τα τερματικά μερικές φορές αναγνωρίζονται με σημάδια + και - εντός του τριγώνου.Οι είσοδοι αποκαλούνται διαφορικές εισόδους επειδή η τάση εξόδου, η οποία εμφανίζεται στον ακροδέκτη V , εξαρτάται από τη διαφορά μεταξύ της τάσης των ακροδεκτών + και -.
Για τους περισσότερους ενισχυτές op, η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση εισόδου είναι λίγο μικρότερη από τη μέγιστη τάση τροφοδοσίας. Το 12 V είναι ένα τυπικό όριο. Θυμηθείτε, ωστόσο, ότι η διαφορά μεταξύ των δύο τάσεων εισόδου είναι αυτό που ενισχύει ένας ενισχυτής op. Σε πολλές περιπτώσεις, οι δύο τάσεις εισόδου είναι πολύ κοντά, έτσι η διαφορά είναι πολύ μικρή.
Η πολικότητα της εξόδου op-amp εξαρτάται από την πολικότητα της διαφοράς μεταξύ των εισόδων V + και V - . Έτσι, αν το V + είναι μεγαλύτερο από V - , η έξοδος θα είναι θετική τάση,, η έξοδος θα είναι αρνητική τάση. Σε πολλά κυκλώματα op-amp, μία είσοδος συνδέεται στη γείωση. Εάν η είσοδος V + είναι γειωμένη, η πολικότητα εξόδου είναι πάντα το αντίθετο της πολικότητας της τάσης εισόδου στον ακροδέκτη V -
. Με άλλα λόγια, η αρνητική τάση στο V - θα δώσει θετική τάση στο V από
και η θετική τάση στο V - από . Για το λόγο αυτό, η είσοδος V - ονομάζεται συχνά η αντίστροφη είσοδος επειδή η πολικότητα της είναι ανεστραμμένη στην έξοδο. Εάν, από την άλλη πλευρά, η είσοδος V - είναι συνδεδεμένη με τη γείωση, η πολικότητα της εξόδου είναι ίδια με την πολικότητα της τάσης εισόδου που εφαρμόζεται στο V +
. Έτσι, αν το V + είναι θετικό, το V out θα είναι θετικό. εάν το V + είναι αρνητικό, το V από το θα είναι αρνητικό. Για αυτό το λόγο, η είσοδος V + ονομάζεται μη εισερχόμενη είσοδος επειδή η πολικότητα της είναι ίδια στην έξοδο - δηλαδή η τάση εισόδου V - όχι ανεστραμμένο.
