Hampir semua produk elektronika perlu menggunakan penguat operasional, penguat operasional (disebut penguat operasional), nama lengkap bahasa Inggrisnya adalah Operation Amplifier, disingkat OPAM, yaitu penguat tegangan gain tinggi dengan kopling DC, input mode diferensial dan biasanya tunggal keluaran -berakhir. Hari ini, kami akan memberi Anda beberapa pengetahuan dasar tentang pengoperasian.

Melihat-lihat semua buku dan kursus teknologi elektronik analog, ketika memperkenalkan rangkaian penguat operasional, tidak lebih dari mendefinisikan rangkaiannya terlebih dahulu. Misalnya ini adalah penguat non-inverting, kemudian disimpulkan hubungan antara output dan inputnya, kemudian diperoleh Vo=(1+Rf)Vi yang merupakan penguat inverting, kemudian diperoleh VO = 0-RF * VI. Akhirnya siswa sering mendapat kesan cukup mengingat rumusnya saja! Jika kita mengubah sirkuitnya sedikit, mereka tidak akan menemukan jalan ke utara! Saya telah mewawancarai setidaknya 100 kandidat jurusan elektronika dengan gelar sarjana atau lebih tinggi. Hasilnya, saya dapat menganalisis rangkaian penguat operasional yang saya berikan dengan sempurna. Tidak lebih dari 10 kandidat! Bisa dibayangkan jurusan lain tamatan.

       Hari ini, saya akan mengajari Anda dua trik yang tak terkalahkan. Kedua trik ini tertulis jelas di semua bahan ajar rangkaian penguat operasional yaitu “virtual short” dan “virtual break”. Namun, jika ingin memanfaatkannya dengan cemerlang, Anda harus memiliki dasar yang dalam.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, terminal non-pembalik dari penguat operasional dibumikan =0V, dan terminal pembalik serta terminal non-pembalik pendek, sehingga juga 0V. Resistansi masukan dari terminal masukan pembalik sangat tinggi, dan hampir tidak ada injeksi atau arus keluar. Maka R1 dan R2 ekivalen dengan sambungan seri, dan arus yang mengalir melalui setiap komponen pada rangkaian seri adalah sama, yaitu arus yang mengalir melalui R1 dan R2 adalah sama. Arus i1 mengalir melalui R1 = (VI-V-)/R1 ... A arus I2 mengalir melalui R2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. .D Vout = (-R2/R1)*Vi diperoleh dengan menyelesaikan persamaan aljabar SMP di atas. Ini adalah hubungan input-output dari penguat terbalik yang legendaris.

Pada Gambar 2, Vi dan V- merupakan bilangan pendek imajiner, sehingga Vi = V- a merupakan bilangan imajiner. Tidak ada masukan dan keluaran arus pada terminal masukan terbalik, dan arus yang melalui R1 dan R2 adalah sama. Misalkan arus ini adalah I, yang diperoleh berdasarkan hukum Ohm: I = Vout/(R1+R2) b ViSama dengan pembagian tegangan pada R2 yaitu Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 diperoleh dengan rumus abc. Ini adalah rumus penguat non-inverting yang legendaris.

Pada Gambar 3 diketahui dari short imajiner: V- = V+ = 0 ……a diketahui dari putus imajiner dan hukum Kirchhoff, dan jumlah arus yang melalui R2 dan R1 sama dengan arus yang melalui R3, jadi (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… B disubstitusikan ke dalam Rumus A, dan Rumus B menjadi

Silakan lihat Gambar 4. Karena adanya virtual break, tidak ada arus yang mengalir melalui terminal non-pembalik penguat operasional, sehingga arus yang mengalir melalui R1 dan R2 adalah sama, dan demikian pula, arus yang mengalir melalui R4 dan R3 adalah sama. Oleh karena itu, (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B diketahui dari short imajiner: v+= v-… C Jika R1= R2 dan R3=R4, maka V+= (v1

Gambar 5 menunjukkan bahwa arus yang melalui R1 sama dengan arus yang melalui R2, begitu pula arus yang melalui R4 sama dengan arus yang melalui R3, sehingga terdapat (V2–V+)/R1 = V+/R2 … A (V1 –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B Jika R1=R2, maka V+= V2/2. Maka v-= (vout+v1)/2 ... d diketahui dari short imajiner v+= v-... e sehingga Vout=V2-V1. Ini adalah pengurang legendaris.

Pada rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 6, tegangan pada terminal masukan balik sama dengan tegangan pada terminal arah yang sama, dan arus yang melalui R1 sama dengan arus yang melalui C1. Arus I melalui R1 = v1/R1 dan arus I melalui C1 = c * duc/dt =-c * dvout/dt, sehingga tegangan keluaran Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt adalah sebanding dengan integrasi tegangan input dengan waktu. Ini adalah rangkaian integrasi legendaris. Jika V1 adalah tegangan konstan U, rumus di atas diubah menjadi Vout = -U*t/(R1*C1) t adalah waktu, dan tegangan keluaran Vout adalah garis lurus dari 0 ke tegangan catu daya negatif.

Pada Gambar 7, arus yang melalui kapasitor C1 dan resistor R2 adalah sama, dan tegangan pada terminal yang sama dan terminal balik penguat operasional adalah sama. Maka: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt Ini adalah rangkaian diferensial. Jika V1 adalah tegangan DC yang ditambahkan secara tiba-tiba, keluaran Vout berhubungan dengan pulsa dengan arah berlawanan dengan V1.

Pada Gambar 8, Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b diketahui melalui kesalahan imajiner. Jika tidak ada arus yang mengalir melalui input penguat operasional, R1, R2 dan R3 dapat dianggap sebagai sambungan seri, dan arus yang melalui setiap resistor adalah sama. Arus I = (VX-VY)/R2 ... C adalah: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2 ... D adalah diketahui melalui gangguan imajiner, dan arus yang mengalir melalui R6 sama dengan arus yang mengalir melalui R7. Jika R6=R7, VW = Maka vout–vu = vu–vo1, jadi vu = (vout+vo1)/2 … f diketahui dengan short imajiner, Vu = Vw ……g adalah vout = VO2–vo1 dari efg … h adalah vout = (Vy -Vx ) (R1+R2+R3)/R2 dari dh pada rumus di atas (R1+) Rangkaian ini merupakan rangkaian penguat diferensial yang legendaris.

Analisis sirkuit yang lebih banyak dialami semua orang. Banyak pengontrol menerima arus 0~20mA atau 4~20mA dari berbagai instrumen pengujian. Rangkaian mengubah arus ini menjadi tegangan dan kemudian mengirimkannya ke ADC untuk diubah menjadi sinyal digital. Gambar 9 adalah rangkaian yang khas. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4~20mA arus mengalir melalui resistor pengambilan sampel 100Ω R1, dan perbedaan tegangan 0.4~2V akan dihasilkan pada R1. Diketahui dari anggapan bahwa jika tidak ada arus yang mengalir melalui masukan penguat operasional, maka arus yang mengalir melalui R3 dan R5 adalah sama, dan arus yang mengalir melalui R2 dan R4 adalah sama. Oleh karena itu: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c Arus bervariasi dari 0 hingga 20 mA, Maka v1 = v2+(0.4 ~ 2) ... d diperoleh dengan mensubstitusi rumus cd ke dalam rumus B (v2+(0.4 ~ 2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4 ... e Jika R3=R2 dan R4=R5, maka Vout =-(0.4 ~ 2) diperoleh EA. Rumus f Vout = -(0.88~4.4)V, yaitu arus 4~20mA diubah menjadi tegangan -0.88 ~ -4.4V, yang dapat dikirim ke ADC untuk diproses.

Arus dapat diubah menjadi tegangan, dan tegangan juga dapat diubah menjadi arus. Gambar 10 adalah rangkaian seperti itu. Umpan balik negatif pada gambar tidak langsung diumpankan kembali melalui resistor, tetapi sambungan emitor transistor Q1 dihubungkan secara seri. Jangan berpikir itu adalah pembanding. Selama itu adalah rangkaian penguat, hukum korsleting maya dan putus maya masih sejalan!

Diketahui dari anggapan bahwa tidak ada arus yang mengalir melalui input penguat operasional.,

Maka (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 … a
Dengan cara yang sama (v3–v2)/r5 = v2/R4 … b
Mengetahui v1 = v2...c dengan virtual short.
Jika R2=R6 dan R4=R5, V3-V4=Vi dengan rumus abc

Rumus di atas menunjukkan bahwa jika tegangan pada R7 sama dengan tegangan masukan Vi, maka arus I yang melalui R7 = VI/R7, dan jika beban Rl < < 100 kω, maka arus yang melalui RL dan R7 pada dasarnya sama.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Gu Taiwei". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis, dan tidak mewakili pandangan Sacco Wei dan industri. Ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan untuk mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulisnya saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Telp Perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li
QQ: 332496225 Manajer Qiu
Alamat: Kamar 809, Blok C, Gedung Teknologi Zhantao, No.1079 Minzhi Avenue, Distrik Baru Longhua, Shenzhen