ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดจำเป็นต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน, แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน (เรียกว่าแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน) ชื่อเต็มในภาษาอังกฤษคือ Operation Amplifier ซึ่งย่อว่า OPAM ซึ่งเป็นแอมพลิฟายเออร์แรงดันไฟฟ้ากำลังสูงที่มีการเชื่อมต่อ DC อินพุตโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและมักจะเป็นสัญญาณเดียว -สิ้นสุดการส่งออก วันนี้เราจะมานำเสนอความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการดำเนินงานให้กับทุกท่าน

เมื่อพิจารณาจากหนังสือและหลักสูตรทั้งหมดเกี่ยวกับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก เมื่อแนะนำวงจรเครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ ไม่มีอะไรมากไปกว่าการกำหนดวงจรก่อน ตัวอย่างเช่น นี่คือแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน จากนั้นจึงอนุมานความสัมพันธ์ระหว่างเอาต์พุตและอินพุต จากนั้นรับ Vo=(1+Rf)Vi ซึ่งเป็นแอมพลิฟายเออร์แบบกลับด้าน จากนั้นรับ VO = 0-RF * VI สุดท้ายนักเรียนมักจะรู้สึกว่าจำสูตรได้ก็พอ! ถ้าเราเปลี่ยนวงจรสักนิดก็จะไม่พบทางขึ้นเหนือ! ฉันได้สัมภาษณ์ผู้สมัครสาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ที่มีวุฒิการศึกษาระดับวิทยาลัยขึ้นไปอย่างน้อย 100 คน เป็นผลให้ฉันสามารถวิเคราะห์วงจรแอมพลิฟายเออร์การทำงานที่ได้รับจากฉันได้อย่างสมบูรณ์แบบ มีผู้สมัครไม่เกิน 10 คน! เป็นไปได้ว่าสาขาวิชาอื่นจะสำเร็จการศึกษา

       วันนี้ฉันจะสอนคุณสองเคล็ดลับที่อยู่ยงคงกระพัน เทคนิคทั้งสองนี้เขียนไว้อย่างชัดเจนในสื่อการสอนทั้งหมดของวงจรแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ได้แก่ "การลัดวงจรแบบเสมือน" และ "การหยุดแบบเสมือน" อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการใช้ให้เก่งคุณต้องมีรากฐานที่ล้ำลึก

ดังแสดงในรูปที่ 1 ขั้วต่อที่ไม่กลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานมีการต่อสายดิน = 0V และขั้วต่อกลับด้านและขั้วต่อที่ไม่กลับด้านจะสั้น ดังนั้นจึงเป็น 0V เช่นกัน ความต้านทานอินพุตของเทอร์มินัลอินพุตแบบกลับด้านสูงมาก และแทบไม่มีการฉีดหรือกระแสไหลออก จากนั้น R1 และ R2 จะเทียบเท่ากับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม และกระแสที่ไหลผ่านแต่ละส่วนประกอบในวงจรอนุกรมจะเท่ากัน กล่าวคือ กระแสที่ไหลผ่าน R1 และ R2 จะเท่ากัน กระแส i1 ไหลผ่าน R1 = (VI-V-)/R1 ... A กระแส I2 ไหลผ่าน R2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. . D Vout = (-R2/R1)*Vi หาได้จากการแก้สมการพีชคณิตของโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนต้นข้างต้น นี่คือความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ย้อนกลับระดับตำนาน

ในรูปที่ 2 Vi และ V- เป็นจินตภาพสั้น ดังนั้น Vi = V- a เป็นจินตภาพ ไม่มีกระแสอินพุทและเอาท์พุทที่ขั้วอินพุทย้อนกลับ และกระแสที่ไหลผ่าน R1 และ R2 เท่ากัน ให้กระแสนี้เป็น I ซึ่งได้จากกฎของโอห์ม: I = Vout/(R1+R2) b Viเท่ากับการแบ่งแรงดันไฟฟ้าบน R2 เช่น Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 หาได้จากสูตร abc นี่คือสูตรของแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้านในตำนาน

ในรูปที่ 3 รู้จากการลัดวงจรในจินตภาพ: V- = V+ = 0 ……a รู้จากการแตกจินตภาพและกฎของเคอร์ชอฟฟ์ และผลรวมของกระแสที่ไหลผ่าน R2 และ R1 จะเท่ากับกระแสที่ไหลผ่าน R3 ดังนั้น (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… B ถูกแทนที่ด้วยสูตร A และสูตร B กลายเป็น

โปรดดูรูปที่ 4 เนื่องจากการเบรกเสมือน จึงไม่มีกระแสไหลผ่านเทอร์มินัลที่ไม่กลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่าน R1 และ R2 จึงเท่ากัน และในทำนองเดียวกัน กระแสที่ไหลผ่าน R4 และ R3 จะเท่ากัน ดังนั้น (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B เป็นที่รู้จักจากจินตภาพสั้น: v+= v-… C ถ้า R1= R2 และ R3=R4 จากนั้น V+= (v1

รูปที่ 5 แสดงว่ากระแสที่ไหลผ่าน R1 เท่ากับกระแสที่ไหลผ่าน R2 และในทำนองเดียวกัน กระแสที่ไหลผ่าน R4 เท่ากับกระแสที่ไหลผ่าน R3 ดังนั้นจึงมี (V2–V+)/R1 = V+/R2 … A (V1 –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B ถ้า R1=R2 แล้ว V+= V2/2 จากนั้น v-= (vout+v1)/2 ... d ทราบจากจินตภาพสั้น v+= v-... e ดังนั้น Vout=V2-V1 นี่คือตัวลบในตำนาน

ในวงจรที่แสดงในรูปที่ 6 แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่ออินพุตย้อนกลับจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อทิศทางเดียวกัน และกระแสที่ไหลผ่าน R1 จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ไหลผ่าน C1 กระแส I ถึง R1 = v1/R1 และกระแส I ถึง C1 = c * duc/dt =-c * dvout/dt ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของ Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt คือ สัดส่วนกับการรวมแรงดันไฟฟ้าเข้ากับเวลา นี่คือวงจรรวมระดับตำนาน ถ้า V1 เป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่ U สูตรข้างต้นจะถูกแปลงเป็น Vout = -U*t/(R1*C1) t คือเวลา และแรงดันเอาต์พุตของ Vout จะเป็นเส้นตรงตั้งแต่ 0 ถึงแรงดันแหล่งจ่ายไฟลบ

ในรูปที่ 7 กระแสที่ผ่านตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R2 เท่ากัน และแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเดียวกันและขั้วย้อนกลับของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานจะเท่ากัน จากนั้น: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt นี่คือวงจรดิฟเฟอเรนเชียล ถ้า V1 เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน เอาต์พุต Vout จะสอดคล้องกับพัลส์ที่มีทิศทางตรงกันข้ามกับ V1

ในรูปที่ 8 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b เป็นที่รู้จักจากฟอลต์จินตภาพ หากไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอินพุตของเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน R1, R2 และ R3 ถือได้ว่าเป็นการเชื่อมต่อแบบอนุกรม และกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวจะเท่ากัน กระแส I = (VX-VY)/R2 ... C คือ: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2 ... D คือ รู้จักโดยฟอลต์จินตภาพ และกระแสที่ไหลผ่าน R6 เท่ากับกระแสที่ไหลผ่าน R7 ถ้า R6=R7, VW = จากนั้น vout–vu = vu–vo1 ดังนั้น vu = (vout+vo1)/2 … f รู้จักด้วยชื่อย่อในจินตนาการ Vu = Vw ……g คือ vout = VO2–vo1 ของ efg … h คือ vout = (Vy -Vx ) (R1+R2+R3)/R2 ของ dh ในสูตรข้างต้น (R1+) วงจรนี้เป็นวงจรขยายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลระดับตำนาน

วิเคราะห์วงจรที่ทุกคนสัมผัสได้มากขึ้น คอนโทรลเลอร์หลายตัวยอมรับกระแส 0~20mA หรือ 4~20mA จากเครื่องมือทดสอบต่างๆ วงจรจะแปลงกระแสนี้เป็นแรงดันไฟฟ้าแล้วส่งไปที่ ADC เพื่อแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล รูปที่ 9 เป็นวงจรทั่วไป ดังที่แสดงในรูปที่ 4~20mA กระแสไฟฟ้าไหลผ่านการสุ่มตัวอย่าง 100Ω ตัวต้านทาน R1 และจะสร้างความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า 0.4~2V บน R1 เป็นที่ทราบจากการสมมุติว่าหากไม่มีกระแสไหลผ่านอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน กระแสที่ไหลผ่าน R3 และ R5 จะเท่ากัน และกระแสที่ไหลผ่าน R2 และ R4 จะเท่ากัน ดังนั้น: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c กระแสจะแปรผันตั้งแต่ 0 ถึง 20 mA จากนั้น v1 = v2+(0.4 ~ 2) ... d จะได้มาโดยการแทนที่สูตร cd ลงในสูตร B (v2+(0.4 ~ 2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4 ... e ถ้า R3=R2 และ R4=R5 จากนั้น EA จะได้ Vout =-(0.4 ~ 2) สูตร f Vout = -(0.88~4.4)V นั่นคือ กระแส 4~20mA จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้า -0.88 ~ -4.4V ซึ่งสามารถส่งไปยัง ADC เพื่อประมวลผลได้

กระแสไฟฟ้าสามารถแปลงเป็นแรงดันได้ และแรงดันไฟฟ้าก็สามารถแปลงเป็นกระแสได้เช่นกัน รูปที่ 10 เป็นวงจรดังกล่าว ผลป้อนกลับเชิงลบในรูปไม่ได้ป้อนกลับโดยตรงผ่านตัวต้านทาน แต่จุดเชื่อมต่อตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ Q1 เชื่อมต่อแบบอนุกรม อย่าคิดว่ามันเป็นตัวเปรียบเทียบ ตราบใดที่มันเป็นวงจรแอมพลิฟายเออร์ กฎของการลัดวงจรเสมือนและการหยุดเสมือนยังคงอยู่ในบรรทัด!

เป็นที่ทราบกันดีจากการสมมุติว่าไม่มีกระแสไหลผ่านอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน,

จากนั้น (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 …ก
ในทำนองเดียวกัน (v3–v2)/r5 = v2/R4 … b
รู้จัก v1 = v2 ...c ด้วยชอร์ตเสมือน
ถ้า R2=R6 และ R4=R5, V3-V4=Vi ตามสูตร abc

สูตรข้างต้นแสดงให้เห็นว่าหากแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม R7 เท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า Vi กระแส I ถึง R7 = VI/R7 และหากโหลด Rl < < 100 kω โดยพื้นฐานแล้วกระแสที่ไหลผ่าน RL และ R7 จะเท่ากัน

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้คัดลอกมาจาก "Gu Taiwei" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้เป็นตัวแทนมุมมองของ Sacco Wei และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น