spänningsföljare

den mest grundläggande kretsen är spänningsbufferten, eftersom den inte kräver några externa komponenter. Eftersom spänningsutgången är lika med spänningsingången kan eleverna bli förbryllade och undra om denna typ av krets har någon praktisk tillämpning.

denna krets möjliggör skapandet av en mycket hög impedans ingång och låg impedans utgång., Detta är användbart för att interface logiska nivåer mellan två komponenter eller när en strömförsörjning är baserad på en spänningsdelare. Figuren nedan är baserad på en spänningsdelare, och kretsen kan inte fungera. Faktum är att belastningsimpedansen kan ha stora variationer, så Voutspänning kan förändras dramatiskt, främst om belastningsimpedansen har ett värde av samma storlek som R2.

för att lösa detta problem sätts en förstärkare mellan lasten och spänningsdelaren (se figur nedan) In. Således beror Vout på R1 och R2 och inte på Belastningsvärdet.,

det primära målet för en operativ förstärkare, som dess namn anger, är att förstärka en signal. Till exempel måste utgången från en sensor förstärkas för att få ADC att mäta denna signal.

invertera Op Amp

i denna konfiguration matas utsignalen tillbaka till den negativa eller inverterande ingången genom ett motstånd (R2). Ingångssignalen appliceras på denna inverterande stift genom ett motstånd (R1).

den positiva stiftet är ansluten till marken.,

detta är tydligt i specialfallet där R1 och R2 är lika. Denna konfiguration möjliggör produktion av en signal som kompletterar ingången, eftersom utgången är exakt motsatsen till ingångssignalen.

på grund av det negativa tecknet är utgångs-och ingångssignalerna ur fas. Om båda signalerna måste vara i fas används en icke-inverterande förstärkare.

icke-inverterande Op Amp

denna konfiguration är mycket lik den inverterande driftförstärkaren., För den icke-inverterande är ingångsspänningen direkt till den applicerade på den icke-inverterande stiftet och änden av återkopplingsslingan är ansluten till marken.

dessa konfigurationer tillåter förstärkning av en signal. Det är möjligt att förstärka flera signaler genom att använda summeringsförstärkare.

icke-inverterande Summeringsförstärkare

för att lägga till 2 spänningar kan endast 2 motstånd läggas på den positiva stiftet till den icke-inverterande operativa förstärkarkretsen.,

det är värt att notera att det inte är en mycket flexibel lösning att lägga till flera spänningar. Faktum är att om en 3: e spänning läggs till med exakt samma motstånd, skulle formeln vara Vs = 2/3 (V1 + V2 + V3).

motstånden skulle behöva ändras för att få Vs = V1 + V2 + V3, eller en 2: a alternativet är att använda en inverterande sommarförstärkare.

inverterande Summeringsförstärkare

genom att lägga till motstånd parallellt på inverterande ingångsstift i inverterande driftförstärkarkretsen summeras alla spänningar.,

Till skillnad från den icke-inverterande summeringsförstärkaren kan valfritt antal spänningar läggas till utan att ändra resistorvärden.

differentialförstärkare

den inverterande operativa förstärkaren (se krets nummer 2) förstärkte en spänning som applicerades på inverteringsstiftet och utspänningen var ur fas. Den icke-inverterande stiftet är ansluten till marken med denna konfiguration.,

om ovanstående krets modifieras genom att applicera en spänning genom en spänningsdelare på den icke-inverterande, hamnar vi med en differentialförstärkare som visas nedan.

en förstärkare är användbar inte bara för att den låter dig lägga till, subtrahera eller jämföra spänningar. Många kretsar gör att du kan ändra signaler. Låt oss se de mest grundläggande.

Integrator

en fyrkantig våg är mycket lätt att generera, genom att bara växla en GPIO av en mikrokontroller till exempel., Om en krets behöver en triangelvågform, är ett bra sätt att göra det bara att integrera kvadratvågssignalen. Med en operationsförstärkare, en kondensator på inverterande återkopplingsväg och ett motstånd på ingångs inverteringsstiftet som visas nedan är ingångssignalen integrerad.

var medveten om att ett motstånd ofta är anslutet parallellt med kondensatorn för mättnadsproblem. Faktum är att om ingångssignalen är en mycket lågfrekvent sinusvåg, fungerar kondensatorn som en öppen krets och blockerar återkopplingsspänning., Förstärkaren är då som en vanlig Open-loop förstärkare som har mycket hög Open-loop vinst, och förstärkaren är mättad. Tack vare ett motstånd parallellt med kondensatorn beter sig kretsen som en inverterande förstärkare med låg frekvens och mättnad undviks.

Op Amp Differentiator

differentiatorn fungerar på samma sätt som integratorn genom att byta kondensatorn och motståndet.

alla konfigurationer som presenterades hittills.,

omvandlare ström – spänning

en fotodetektor omvandlar ljus till ström. För att omvandla strömmen till spänning, en enkel krets med en operativ förstärkare, en återkopplingsslinga genom ett motstånd på den icke-inverterande och dioden som är ansluten mellan de två ingångsstiften gör att du kan få en utgångsspänning som är proportionell mot strömmen som genereras av fotodioden, vilket framgår av ljusegenskaperna.,

ovanstående krets tillämpar Ohms lag med grundformeln: spänningen är lika med motståndet multiplicerat med strömmen. Motståndet är i ohm och är alltid positivt. Men tack vare operativa förstärkare kan ett negativt motstånd utformas!

negativt motstånd

en återkoppling på den inverterande stiftet tvingar utgångsspänningen att vara dubbelt av ingångsspänningen., Eftersom utgångsspänningen alltid är högre än ingångsspänningen simulerar den positiva återkopplingen genom r1-motståndet på den icke-inverterande stiftet ett negativt motstånd.

slutligen ändrar en krets med driftsförstärkare inte nödvändigtvis ingångssignalen, men registrerar den som toppdetektorförstärkaren.

även: Peak Detector Operation Amplifier

kondensatorn används som ett minne., När ingångsspänningen på den icke-inverterande ingången är högre än spänningen på den inverterande ingången som också är spänningen över kondensatorn, kommer förstärkaren in i mättnad och dioden är framåt och laddar kondensatorn. Förutsatt att kondensatorn inte har en snabb självurladdning, när ingångsspänningen Ve är lägre än spänningen över kondensatorn, är dioden blockerad. Därför registreras toppspänningen tack vare kondensatorn.,

många fler kretsar är tillgängliga med operativa förstärkare, men att förstå dessa grundläggande 10 kretsar gör att du enkelt kan studera mer komplexa kretsar.

Written by 

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *