Bijna alle elektronische producten moeten een operationele versterker, een operationele versterker (ook wel operationele versterker genoemd) gebruiken. De volledige Engelse naam is Operation Amplifier, afgekort als OPAM, een versterker met hoge versterkingsspanning met DC-koppeling, differentiële modusingang en meestal enkele -beëindigde uitvoer. Vandaag geven we u wat basiskennis over de bediening.

Als je door alle boeken en cursussen over analoge elektronische technologie kijkt, is het bij de introductie van het operationele versterkercircuit niets meer dan eerst het circuit definiëren. Dit is bijvoorbeeld een niet-inverterende versterker, waarna de relatie tussen de uitvoer en invoer wordt afgeleid, en vervolgens Vo=(1+Rf)Vi wordt verkregen, wat een inverterende versterker is, en vervolgens VO = 0-RF * VI wordt verkregen. Ten slotte krijgen leerlingen vaak de indruk dat het voldoende is om de formule te onthouden! Als we het circuit een beetje veranderen, zullen ze de weg naar het noorden niet vinden! Ik heb minstens 100 kandidaten voor de hoofdvak elektronica met een universitair diploma of hoger geïnterviewd. Als gevolg hiervan kan ik het door mij gegeven operationele versterkercircuit perfect analyseren. Er zijn niet meer dan 10 kandidaten! Het is denkbaar dat andere majors zijn afgestudeerd.

       Vandaag leer ik je twee onoverwinnelijke trucs. Deze twee trucs staan ​​duidelijk beschreven in al het lesmateriaal van operationele versterkercircuits, namelijk "virtuele kortsluiting" en "virtuele pauze". Als je ze echter briljant wilt gebruiken, moet je een diepe basis hebben.

Zoals weergegeven in figuur 1 is de niet-inverterende aansluiting van een operationele versterker geaard = 0 V, en zijn de inverterende aansluiting en de niet-inverterende aansluiting kort, dus ook 0 V. De ingangsweerstand van de inverterende ingangsterminal is zeer hoog en er is vrijwel geen stroominjectie of -uitstroom. Dan zijn R1 en R2 equivalent aan een serieschakeling, en is de stroom die door elke component in een serieschakeling vloeit hetzelfde, dat wil zeggen dat de stroom die door R1 en R2 vloeit hetzelfde is. De stroom i1 vloeit door R1 = (VI-V-)/R1 ... A de stroom I2 vloeit door R2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. . D Vuit = (-R2/R1)*Vi wordt verkregen door de bovenstaande algebraïsche vergelijking op de middelbare school op te lossen. Dit is de input-output-relatie van de legendarische omgekeerde versterker.

In Figuur 2 zijn Vi en V- denkbeeldig kort, dus Vi = V- a is denkbeeldig. Er is geen stroomingang en -uitgang bij de omgekeerde ingangsterminal en de stroom door R1 en R2 is gelijk. Laat deze stroom I zijn, die wordt verkregen door de wet van Ohm: I = Vout/(R1+R2) b ViGelijk aan de spanningsdeling op R2, dwz Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 wordt verkregen met de abc-formule. Dit is de formule van de legendarische niet-inverterende versterker.

In Figuur 3 is het bekend uit denkbeeldige kortsluiting: V- = V+ = 0 ……a is bekend uit denkbeeldige breuk en de wet van Kirchhoff, en de som van de stromen door R2 en R1 is gelijk aan de stroom door R3, dus (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… B wordt vervangen door Formule A, en Formule B wordt

Kijk eens naar figuur 4. Vanwege de virtuele breuk vloeit er geen stroom door de niet-inverterende aansluiting van de operationele versterker, dus de stromen die door R1 en R2 vloeien zijn gelijk, en op dezelfde manier zijn de stromen die door R4 en R3 vloeien gelijk. Daarom is (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B bekend uit de denkbeeldige afkorting: v+= v-… C Als R1= R2 en R3=R4, dan V+= (v1

Figuur 5 laat zien dat de stroom door R1 gelijk is aan de stroom door R2, en op dezelfde manier is de stroom door R4 gelijk aan de stroom door R3, dus er zijn (V2–V+)/R1 = V+/R2 … A (V1 –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B Als R1=R2, dan V+= V2/2. Dan is v-= (vout+v1)/2 ... d bekend uit de denkbeeldige korte v+= v-... e dus Vout=V2-V1. Dit is de legendarische aftrekker.

In het circuit weergegeven in figuur 6 is de spanning aan de omgekeerde ingangsaansluiting gelijk aan die aan de aansluiting in dezelfde richting, en is de stroom door R1 gelijk aan die door C1. De stroom I tot en met R1 = v1/R1 en de stroom I tot en met C1 = c * duc/dt =-c * dvout/dt, dus de uitgangsspanning van Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt is evenredig met de integratie van de ingangsspanning in de tijd. Dit is het legendarische integratiecircuit. Als V1 een constante spanning U is, wordt de bovenstaande formule omgezet in Vout = -U*t/(R1*C1) t is tijd, en de uitgangsspanning van Vout is een rechte lijn van 0 naar een negatieve voedingsspanning.

In figuur 7 is de stroom door condensator Cl en weerstand R1 gelijk, en is de spanning op dezelfde aansluiting en de omgekeerde aansluiting van de operationele versterker gelijk. Dan: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt Dit is een differentieelcircuit. Als V1 een plotseling toegevoegde gelijkspanning is, komt de uitgang Vout overeen met een puls met de tegenovergestelde richting van V1.

In Figuur 8 is Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b bekend als denkbeeldige fout. Als er geen stroom door de ingang van de operationele versterker vloeit, kunnen R1, R2 en R3 als serieschakeling worden beschouwd en is de stroom door elke weerstand hetzelfde. De stroom I = (VX-VY)/R2 ... C is: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2 ... D is bekend door denkbeeldige fout, en de stroom die door R6 vloeit is gelijk aan de stroom die door R7 vloeit. Als R6=R7, VW = Dan is vout–vu = vu–vo1, dus vu = (vout+vo1)/2 … f is bekend door denkbeeldige afkorting, Vu = Vw ……g is vout = VO2–vo1 van efg … h is vout = (Vy -Vx ) (R1+R2+R3)/R2 van dh in de bovenstaande formule (R1+) Dit circuit is het legendarische differentiële versterkercircuit.

Analyseer een circuit waaraan iedereen meer wordt blootgesteld. Veel controllers accepteren 0~20mA of 4~20mA stroom van verschillende testinstrumenten. Het circuit zet deze stroom om in spanning en stuurt deze vervolgens naar ADC voor conversie in een digitaal signaal. Figuur 9 is zo'n typisch circuit. Zoals weergegeven in figuur 4~20mA vloeit er stroom door de bemonsteringsweerstand R100 van 1Ω, en wordt er een spanningsverschil van 0.4~2V gegenereerd op R1. Het is bekend uit de veronderstelling dat als er geen stroom door de ingang van de operationele versterker vloeit, de stromen die door R3 en R5 vloeien gelijk zijn, en de stromen die door R2 en R4 vloeien zijn gelijk. Daarom: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c De stroom varieert van 0 tot 20 mA, Dan wordt v1 = v2+(0.4 ~ 2) ... d verkregen door de cd-formule te vervangen door de B-formule (v2+(0.4 ~ 2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4 ... e Als R3=R2 en R4=R5, dan wordt Vout =-(0.4 ~ 2) verkregen door EA. De formule f Vout = -(0.88~4.4)V, dat wil zeggen, 4~20mA stroom wordt omgezet in -0.88 ~ -4.4V spanning, die voor verwerking naar ADC kan worden gestuurd.

Stroom kan worden omgezet in spanning, en spanning kan ook worden omgezet in stroom. Figuur 10 is zo'n circuit. De negatieve feedback in de figuur wordt niet rechtstreeks teruggekoppeld via de weerstand, maar de emitterovergang van transistor Q1 is in serie geschakeld. Denk niet dat het een vergelijker is. Zolang het een versterkercircuit is, geldt de wet van virtuele korte en virtuele pauze nog steeds!

Uit de veronderstelling is bekend dat er geen stroom door de ingang van de operationele versterker vloeit.,

Dan (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 … a
Op dezelfde manier (v3–v2)/r5 = v2/R4 … b
Weten v1 = v2 ... c door virtuele kortsluiting.
Als R2=R6 en R4=R5, V3-V4=Vi volgens abc-formule

Uit bovenstaande formule blijkt dat als de spanning over R7 gelijk is aan de ingangsspanning Vi, de stroom I door R7 = VI/R7, en als de belasting Rl < < 100 kω, de stroom door RL en R7 in principe hetzelfde is.

Disclaimer: dit artikel is overgenomen uit "Gu Taiwei". Dit artikel vertegenwoordigt alleen de persoonlijke mening van de auteur en vertegenwoordigt niet de mening van Sacco Wei en de industrie. Het herdrukken en delen is alleen bedoeld om de bescherming van intellectuele eigendomsrechten te ondersteunen. Vermeld bij herdruk de originele bron en auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.

Bedrijf Tel: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li
Vraag: 332496225 Manager Qiu
Adres: Kamer 809, Blok C, Zhantao Technology Building, No.1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen