O que é um amplificador operacional?

Em eletrônica de rádio e microcircuitos, o amplificador operacional (op-amp) é amplamente utilizado. Possui excelentes características técnicas (TX) para amplificação de sinal. Para entender o escopo do SO, você precisa conhecer seu princípio de funcionamento, o diagrama de conexão e o TX principal.

O que é um amplificador operacional

OU - um circuito integrado (IC), cujo objetivo principal é amplificar o valor da corrente contínua. Possui apenas uma saída, que é chamada de diferencial. Esta saída possui um alto fator de amplificação de sinal (Ky). Os amplificadores operacionais são usados ​​principalmente na construção de circuitos com realimentação negativa (NFB), que, com o ganho principal TX, determina Ku do circuito original. Os amplificadores operacionais são usados ​​não apenas na forma de ICs individuais, mas também em diferentes blocos de dispositivos complexos.

O op-amp tem 2 entradas e 1 saída, e também tem saídas para conectar uma fonte de alimentação (IP). O princípio de funcionamento de um amplificador operacional é simples. Existem 2 regras tomadas como base.As regras descrevem os processos simples da operação do IC que ocorrem no sistema operacional, e como o IC funciona é claro até mesmo para leigos. Na saída, a diferença de tensão (U) é 0 e as entradas do amplificador operacional quase não consomem corrente (I). Uma entrada é chamada não inversora (V+) e a outra é chamada inversora (V-). Além disso, as entradas do op-amp têm uma alta resistência (R) e consomem quase nenhum I.

O chip compara os valores de U nas entradas e emite um sinal, pré-amplificando-o. Ku OU tem um valor alto, chegando a 1000000. Se um U baixo for aplicado na entrada, então na saída é possível obter um valor igual a U da fonte de alimentação (Uip). Se U na entrada V+ for maior que em V-, então a saída será o valor máximo positivo. Quando alimentado por um U positivo da entrada inversora, a saída terá uma tensão negativa máxima.

O principal requisito para o funcionamento do SO é o uso de um IP bipolar. É possível usar um IP unipolar, mas as capacidades do op-amp são severamente limitadas. Se você usar uma bateria e tomar seu lado positivo como 0, ao medir os valores, obterá 1,5 V. Se você pegar 2 baterias e conectá-las em série, será adicionado U, ou seja, o dispositivo mostrará 3 V.

Se tomarmos o terminal negativo da bateria como zero, o dispositivo mostrará 3 V. Caso contrário, se tomarmos o terminal positivo como 0, obteremos -3 V. Ao usar o ponto entre as duas baterias como zero, obter um IP bipolar primitivo. Você pode verificar a integridade do op-amp somente quando conectá-lo ao circuito.

Tipos e símbolos no diagrama

Com o desenvolvimento dos circuitos elétricos, os amplificadores operacionais estão sendo constantemente aprimorados e novos modelos aparecem.

Classificação por aplicação:

1. Industrial é uma opção barata.
2. Precisão (equipamento de medição preciso).
3. Eletrométrico (pequeno valor de Iin).
4. Micropotência (consumo de pequena potência I).
5. Programável (as correntes são ajustadas usando I externo).
6. Potente ou de alta corrente (dando um valor maior de I ao consumidor).
7. Baixa tensão (operar em U<3 V).
8. Alta tensão (projetado para altos valores de U).
9. Resposta rápida (alta taxa de variação e frequência de ganho).
10. Com baixo nível de ruído.
11. Tipo sônico (baixos harmônicos).
12. Para tipo de alimentação elétrica bipolar e unipolar.
13. Diferença (capaz de medir U baixo em alto ruído). Usado em manobras.
14. Amplificando cascatas do tipo acabado.
15. Especializado.

De acordo com os sinais de entrada, os amplificadores operacionais são divididos em 2 tipos:

1. Com 2 entradas.
2. Com 3 entradas. 3 entrada é usada para expandir a funcionalidade. Tem um OOS interno.

O circuito do amplificador operacional é bastante complicado, e não faz sentido fabricá-lo, e o radioamador só precisa conhecer o circuito de comutação do amplificador operacional correto, mas para isso deve-se entender a decodificação de suas conclusões.

As principais designações dos achados do IC:

1. V+ é uma entrada não inversora.
2. V- - entrada inversora.
3. Vout - saída Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - terminal positivo do IP.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - menos IP.

Em quase todos os amplificadores operacionais existem 5 conclusões. No entanto, algumas variedades podem não ter o V-. Existem modelos que possuem conclusões adicionais que expandem as capacidades do op-amp.

As conclusões para o fornecimento de energia não precisam ser marcadas, porque. isso aumenta a legibilidade do diagrama. A saída de energia do terminal positivo ou pólo do IP está localizada na parte superior do circuito.

Características principais

Os amplificadores operacionais, como outros componentes de rádio, possuem TX, que pode ser dividido em tipos:

1. Amplificador.
2. Entrada.
3. Finais de semana.
4. Energia.
5. Deriva.
6. Frequência.
7. atuação.

O ganho é a principal característica do amplificador operacional. É caracterizada pela relação entre o sinal de saída e a entrada. Também é chamado de amplitude, ou TX de transferência, que é apresentado na forma de gráficos de dependência. A entrada inclui todos os valores para a entrada do op-amp: Rin, correntes de polarização (Ism) e deslocamento (Iin), deriva e diferencial máximo de entrada U (Udifmax).
Icm é usado para operar o amplificador operacional nas entradas. Iin é necessário para a operação do estágio de entrada do op-amp. Deslocamento Iin - a diferença Icm para 2 semicondutores de entrada do op-amp.

Durante a construção de circuitos, eles devem ser levados em consideração ao conectar resistores. Se Iin não for levado em consideração, isso pode levar à criação de um diferencial U, o que levará à operação incorreta do amplificador operacional.
Udifmax - U, que é alimentado entre as entradas do op-amp. Seu valor caracteriza a exclusão de danos aos semicondutores da cascata diferencial.

Para proteção confiável entre as entradas do amplificador operacional, 2 diodos e um diodo zener são conectados em antiparalelo. A entrada diferencial R é caracterizada pelo R entre as duas entradas, e a entrada de modo comum R é o valor entre as 2 entradas do amplificador operacional que são combinadas e terra (terra). Os parâmetros de saída do amplificador operacional incluem saída R (Rout), saída máxima U e I. O parâmetro Rout deve ser menor em valor para obter melhores características de ganho.

Para obter uma pequena rota, você precisa usar um seguidor de emissor. Iout é alterado com o coletor I.Energy TX são estimados pela potência máxima que o SO consome. A razão para a operação incorreta do op-amp é a propagação do TX dos semicondutores do estágio do amplificador diferencial, que depende dos indicadores de temperatura (drift de temperatura). Os parâmetros de frequência do amplificador operacional são os principais. Eles contribuem para a amplificação de sinais harmônicos e de impulso (velocidade).

No amplificador operacional IC de uma forma geral e especial, um capacitor é incluído para evitar a geração de sinais de alta frequência. Em frequências com um valor baixo, os circuitos têm um grande coeficiente K sem realimentação (OS). O sistema operacional usa uma conexão não inversora. Além disso, em alguns casos, por exemplo, na fabricação de um amplificador inversor, o sistema operacional não é utilizado. Além disso, o op-amp possui características dinâmicas:

1. Taxa de variação Uout (SN Uout).
2. Tempo de estabilização Uout (resposta do amplificador operacional no salto U).

Onde aplicável

Existem 2 tipos de circuitos de amplificador operacional, que diferem na maneira como são conectados. A principal desvantagem da OU é a inconsistência de Ku, que depende do modo de operação. As principais áreas de aplicação são amplificadores: inversores (IU) e não inversores (NIO). No circuito NRU, Ku por U é definido por resistores (o sinal deve ser aplicado à entrada). A OU contém um OOS de tipo sequencial. Esta conexão é feita em um dos resistores. É servido apenas em V-.

No DUT, os sinais são defasados. Para alterar o sinal da tensão negativa de saída, é necessária uma realimentação paralela em U. A entrada, que não é inversora, deve ser aterrada. O sinal de entrada é alimentado através de um resistor para a entrada inversora.Se a entrada não inversora for para o terra, então a diferença U entre as entradas do amplificador operacional é 0.

Você pode selecionar dispositivos que usam SO:

1. Pré-amplificadores.
2. Amplificadores de sinais de frequência de áudio e vídeo.
3. Comparadores U.
4. Amplificadores.
5. Diferenciadores.
6. Integradores.
7. elementos filtrantes.
8. Retificadores (aumento da precisão dos parâmetros de saída).
9. Estabilizadores U e I.
10. Calculadora tipo analógico.
11. ADC (conversores analógico-digitais).
12. DAC (conversores digital-analógico).
13. Dispositivos para geração de vários sinais.
14. Tecnologia de computador.

Amplificadores operacionais e sua aplicação são amplamente utilizados em diversos equipamentos.

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