Operatiiviset vahvistimet, jotka tunnetaan yleisesti op-ampeina, ovat elektronisen piirin suunnittelun perusosia. Niitä käytetään laajasti, koska ne ovat monipuolisia ja pystyvät suorittamaan erilaisia matemaattisia toimintoja. Tämä artikkeli kattaa toimintavahvistimien perusominaisuudet, niiden kokoonpanot ja sovellukset piirisuunnittelussa.

Mikä on operatiivinen vahvistin?

Käyttöjännitevahvistin on korkea-gain-jännitevahvistin, jossa on differentiaalisyöttö ja yleensä yksi päätteinen ulostulo. Se on suunniteltu vahvistamaan jänniteeroa sen kahden tulopäätteen välillä. Op-ampien keskeisiä ominaisuuksia ovat:

  • Suuri syötön impedanssi
  • Matalan lähtötehon impedanssi
  • Suuri hyöty
  • Laajakaista

Operatiivisten vahvistimien perusasetukset

Käyttövahvistimet voidaan konfiguroida useilla tavoilla eri toimintojen suorittamiseen. Yleisimpiä kokoonpanoja ovat:

  • Käännetään vahvistin
  • Muu kuin sisäänpäin kääntyvä vahvistin
  • Jänniteseuraaja
  • Summataan vahvistinta
  • Eron vahvistin

Käännetään vahvistin

Vaihtosuuntausvahvistinkokoonpano tarjoaa ulostulon, joka on käännetty ja mitoitettu tulojännitteen mukaan. Vaihtosuuntausvahvistimen voitto määräytyy kahden vastuksen suhteena.

Muu kuin sisäänpäin kääntyvä vahvistin

Ei-käännöksiä sisältävä vahvistinkokoonpano tuottaa signaalin, joka on vaiheittainen tulosignaalin kanssa. Tämä konfiguraatio mahdollistaa myös säätöjen tekemisen vastusten avulla.

Jänniteseuraaja

Jännitteen seuraaja tai puskuri antaa ykseyden hyödyn, mikä tarkoittaa lähtöjännitteen seuraavan tulojännitettä. Tämä kokoonpano on hyödyllinen impedanssin täsmäyttämisessä.

Summataan vahvistinta

Summavahvistin voi yhdistää useita tulosignaaleja yhdeksi tuotokseksi. Sitä käytetään laajasti äänen sekoittumiseen ja signaalinkäsittelysovelluksissa.

Eron vahvistin

Kahden tulojännitteen ero on lähdön jännitteen ero. Tämä kokoonpano on välttämätön sovelluksissa, joissa pienten signaalien mittaus on tarpeen suurempien signaalien läsnä ollessa.

Operatiivisen vahvistimen keskeiset eritelmät

Käyttövahvistimien keskeisten eritelmien ymmärtäminen on olennaisen tärkeää tehokkaan piirisuunnittelun kannalta.

  • Syöttökatkoksen jännite
  • Yhteisten molekyylien hylkäysaste (CMRR)
  • Virransyötön hylkäyssuhde (PSRR)
  • Gate-Bandwidth Tuote
  • Tulosten keinu

Operatiiviset vahvistimet

Käyttövahvistimia käytetään monenlaisissa sovelluksissa, mukaan lukien:

  • Signaalin säätö
  • Aktiiviset suodattimet
  • Analoginen laskenta
  • Tietojenhankintajärjestelmät
  • Instrumenttivahvistimet

Päätelmät

Operatiiviset vahvistimet ovat olennaisia komponentteja nykyaikaisissa elektronisissa piireissä. Niiden kyky vahvistaa ja käsitellä signaaleja tekee niistä korvaamattomia erilaisissa sovelluksissa. Niiden kokoonpanojen, eritelmien ja käyttötapojen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää kaikille, jotka osallistuvat piirisuunnitteluun.