تحتاج جميع المنتجات الإلكترونية تقريبًا إلى استخدام مضخم تشغيلي، ومضخم تشغيلي (يشار إليه باسم مضخم تشغيلي)، واسمه الإنجليزي الكامل هو Operation Amplifier، والمختصر بـ OPAM، وهو مضخم جهد عالي الكسب مع اقتران DC، وإدخال الوضع التفاضلي وعادةً ما يكون فرديًا -انتهى الإخراج. اليوم، سنقدم لك بعض المعرفة الأساسية حول العملية.

من خلال تصفح جميع الكتب والدورات التدريبية الخاصة بالتكنولوجيا الإلكترونية التناظرية، عند التعريف بدائرة مكبر الصوت التشغيلي، لا يعد الأمر أكثر من تعريف الدائرة أولاً. على سبيل المثال، هذا مضخم غير مقلوب، ثم نستنتج العلاقة بين مخرجاته ومدخلاته، ثم نحصل على Vo=(1+Rf)Vi، وهو مضخم مقلوب، ثم نحصل على VO = 0-RF * VI. أخيرًا، غالبًا ما يكون لدى الطلاب انطباع بأنه يكفي تذكر الصيغة! إذا غيرنا المسار قليلاً، فلن يجدوا طريقهم شمالًا! لقد أجريت مقابلات مع ما لا يقل عن 100 مرشح لتخصص الإلكترونيات الحاصلين على شهادة جامعية أو أعلى. ونتيجة لذلك، يمكنني تحليل دائرة مضخم التشغيل التي قدمتها بشكل مثالي. لا يوجد أكثر من 10 مرشحين! ومن المتصور أن تخرجت تخصصات أخرى.

       اليوم، سأعلمك حيلتين لا تقهران. هاتان الحيلتان مكتوبتان بوضوح في جميع المواد التعليمية لدوائر المضخم التشغيلي، وهما "القصر الافتراضي" و"الكسر الافتراضي". ومع ذلك، إذا كنت ترغب في استخدامها ببراعة، يجب أن يكون لديك أساس عميق.

كما هو موضح في الشكل 1، فإن الطرف غير المقلوب لمكبر الصوت التشغيلي مؤرض = 0V، والطرف المقلوب والطرف غير المقلوب قصيران، لذا فهو أيضًا 0V. مقاومة الإدخال لطرف الإدخال المقلوب عالية جدًا، ولا يوجد تقريبًا أي حقن أو تدفق للخارج. ثم R1 و R2 مكافئان للاتصال المتسلسل، والتيار المتدفق عبر كل مكون في دائرة متوالية هو نفسه، أي أن التيار المتدفق عبر R1 و R2 هو نفسه. التيار i1 الذي يتدفق عبر R1 = (VI-V-)/R1 ... A التيار I2 الذي يتدفق عبر R2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. D Vout = (-R2/R1)*يتم الحصول على Vi عن طريق حل المعادلة الجبرية المذكورة أعلاه في المدرسة الإعدادية. هذه هي العلاقة بين المدخلات والمخرجات لمكبر الصوت العكسي الأسطوري.

في الشكل 2، Vi وV- هما قيمتان خياليتان قصيرتان، لذا فإن Vi = V-a خيالي. لا يوجد تيار الإدخال والإخراج في محطة الإدخال العكسي، والتيار من خلال R1 و R2 متساوي. دع هذا التيار يكون I، والذي يتم الحصول عليه بموجب قانون أوم: I = Vout/(R1+R2) b Viيساوي تقسيم الجهد على R2، أي Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 يتم الحصول عليه بواسطة صيغة abc. هذه هي صيغة مكبر الصوت الأسطوري غير المقلوب.

في الشكل 3 يعرف من الكسر التخيلي: V- = V+ = 0 ……a يعرف من الكسر التخيلي وقانون كيرشوف، ومجموع التيارات خلال R2 وR1 يساوي التيار خلال R3، إذن (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… يتم استبدال B في الصيغة A، وتصبح الصيغة B

يرجى إلقاء نظرة على الشكل 4. بسبب الكسر الافتراضي، لا يتدفق أي تيار عبر الطرف غير المقلوب لمضخم التشغيل، وبالتالي فإن التيارات المتدفقة عبر R1 و R2 متساوية، وبالمثل، فإن التيارات المتدفقة عبر R4 و R3 متساوية. لذلك، (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B يعرف من الاختصار التخيلي: v+= v-… C إذا كان R1= R2 وR3=R4، ثم V+= (v1

يوضح الشكل 5 أن التيار خلال R1 يساوي التيار خلال R2، وبالمثل، التيار خلال R4 يساوي التيار خلال R3، لذلك هناك (V2–V+)/R1 = V+/R2 … A (V1) –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B إذا كان R1=R2، إذن V+= V2/2. ثم v-= (vout+v1)/2 ... d يعرف من الاختصار التخيلي v+= v-... e لذا Vout=V2-V1. هذا هو الطرح الأسطوري.

في الدائرة الموضحة في الشكل 6، الجهد عند طرف الإدخال العكسي يساوي الجهد الموجود في نفس طرف الاتجاه، والتيار عبر R1 يساوي ذلك عبر C1. التيار I من خلال R1 = v1/R1 والتيار I من خلال C1 = c * duc/dt =-c * dvout/dt، وبالتالي فإن جهد الخرج Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt هو يتناسب مع تكامل جهد الدخل مع الزمن هذه هي دائرة التكامل الأسطورية. إذا كان V1 عبارة عن جهد ثابت U، فسيتم تحويل الصيغة أعلاه إلى Vout = -U*t/(R1*C1) t هو الوقت، ويكون جهد الخرج لـ Vout خطًا مستقيمًا من 0 إلى جهد مصدر الطاقة السلبي.

في الشكل 7، التيار عبر المكثف C1 والمقاوم R2 متساويان، والجهد عند نفس الطرف والطرف العكسي لمضخم التشغيل متساوي. ثم: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt هذه دائرة تفاضلية. إذا كان V1 عبارة عن جهد مستمر مضاف فجأة، فإن خرج Vout يتوافق مع نبضة ذات اتجاه معاكس لـ V1.

في الشكل 8، Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b يعرف بالخطأ الوهمي. إذا لم يتدفق أي تيار عبر دخل مضخم التشغيل، فيمكن اعتبار R1 وR2 وR3 بمثابة اتصال متسلسل، والتيار عبر كل مقاومة هو نفسه. التيار I = (VX-VY)/R2... C هو: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2... D هو يُعرف بالخطأ التخيلي، والتيار المتدفق خلال R6 يساوي التيار المتدفق خلال R7. إذا كان R6 = R7، فولكس فاجن = ثم vout–vu = vu–vo1، لذا فإن vu = (vout+vo1)/2 … f معروفة باختصار وهمي، Vu = Vw ……g هو vout = VO2–vo1 من efg … h هو vout = (Vy -Vx ) (R1+R2+R3)/R2 من dh في الصيغة أعلاه (R1+) هذه الدائرة هي دائرة مكبر الصوت التفاضلي الأسطورية.

قم بتحليل الدائرة التي يتعرض لها الجميع أكثر. تقبل العديد من وحدات التحكم التيار من 0 إلى 20 مللي أمبير أو من 4 إلى 20 مللي أمبير من أدوات الاختبار المختلفة. تقوم الدائرة بتحويل هذا التيار إلى جهد ومن ثم إرساله إلى ADC لتحويله إلى إشارة رقمية. الشكل 9 عبارة عن دائرة نموذجية. كما هو موضح في الشكل 4~20mA يتدفق التيار عبر المقاومة R100 أوم، وسيتم توليد فرق جهد قدره 1~0.4V على R2. من المعروف من الافتراض أنه إذا لم يتدفق تيار عبر دخل مكبر التشغيل، فإن التيارات المتدفقة عبر R3 و R5 متساوية، والتيارات المتدفقة عبر R2 و R4 متساوية. ولذلك: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c ويتراوح التيار من 0 إلى 20 مللي أمبير، ثم يتم الحصول على v1 = v2+(0.4 ~ 2) ... d عن طريق استبدال صيغة cd في الصيغة B (v2+(0.4 ~ 2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4 ... e إذا كان R3=R2 وR4=R5، ثم يتم الحصول على Vout =-(0.4 ~ 2) بواسطة EA. الصيغة f Vout = -(0.88~4.4)V، أي تيار 4~20mA يتم تحويله إلى -0.88 ~ -4.4V جهد، والذي يمكن إرساله إلى ADC للمعالجة.

يمكن تحويل التيار إلى جهد، كما يمكن تحويل الجهد إلى تيار. الشكل 10 هو مثل هذه الدائرة. لا يتم تغذية ردود الفعل السلبية في الشكل مباشرة من خلال المقاومة، ولكن يتم توصيل وصلة الباعث للترانزستور Q1 على التوالي. لا أعتقد أنها مقارنة. طالما أنها دائرة مضخمة، فإن قانون الكسر الافتراضي والقصير الافتراضي لا يزال متوافقًا!

ومن المعروف من الافتراض أنه لا يتدفق أي تيار من خلال مدخلات مكبر الصوت التشغيلي.،

ثم (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 … أ
وبنفس الطريقة (v3–v2)/r5 = v2/R4 … ب
معرفة v1 = v2...c بالاختصار الافتراضي.
إذا كان R2=R6 وR4=R5، V3-V4=Vi بواسطة صيغة abc

توضح الصيغة أعلاه أنه إذا كان الجهد عبر R7 يساوي جهد الدخل Vi، فإن التيار I من خلال R7 = VI/R7، وإذا كان الحمل Rl < < 100 kω، فإن التيار من خلال RL وR7 هو نفسه بشكل أساسي.

إخلاء المسؤولية: هذا المقال مستنسخ من "Gu Taiwei". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، ولا تمثل آراء Sacco Wei والصناعة. إنه مخصص فقط لإعادة الطباعة والمشاركة لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة الطبع. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.

هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس/فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي
ف ف: 332496225 مدير تشيو
العنوان: الغرفة 809، المبنى C، مبنى Zhantao Technology، رقم 1079 شارع Minzhi، منطقة Longhua الجديدة، Shenzhen