Turli kuchaytirgichlar

Turli kuchaytirgichlar

Ko'p operatsion kuchaytirgichlar bitta chipda to'liq tizimni tashkil etadigan bir qator tranzistorlar, qarshilik va kondansatörlerdan iborat. Bugungi kunda mavjud kuchaytirgichlar ishonchli, kattaligi kichik va juda kam quvvat iste'mol qiladi.

Ko'pgina op-amplarning kirish bosqichi D diriffatli kuchaytirgich Rasm 1da eng oddiy shaklda ko'rsatilgan.

Turli kuchaytirgichlar, Amaliy operatsion kuchaytirgich, elektron simulyatsiyasi, elektron simulyator, elektron dizayn,

Shakl 1 - termoq kuchaytirgichi

Differensial kuchaytirgich ikkita emitter bilan birlashgan umumiy emitentdan iborat dc kuchaytirgichlar. U ikkita kirishga ega, v1 va v2va uchta chiqishi, vo1, vo2 va vtashqarida. Uchinchi chiqish, vtashqarida, orasidagi farq vo1 va vo2.

1.1 shahar uzatish xususiyatlari

Differensial kuchaytirgich katta signalli kirishlar bilan lineer ishlamaydi. Tahlilni soddalashtirish uchun biz RE ning har bir transistorning tayanch qarshiligi kamligi va har bir tranzistorning chiqish qarshiligi katta ekanligini taxmin qilamiz. Bu erda qo'llanilgan qarshilik katta bo'lganligi va oqim manbaiga mos keladigan qarshilik bo'lishi mumkin, chunki differentsial kuchaytirgichda REni emas, REE dan foydalanamiz. REE ning katta qiymati emitentning qarshiligi kuchlanishining deyarli o'zgarmasligini ta'minlaydi.

Keling, ushbu o'chirib, chiqish zo'riqishida uchun hal qilamiz. Biz shakl 1 elektron uchun bazaviy birikma pastadir atrofida KVL tenglamasini yozish bilan boshlaymiz.

(1)

(2)

Biz kollektor oqimlari uchun ifodalarni topishimiz kerak, iC1 va iC2. Asosiy emitter kuchlanishlari tenglama bilan beriladi,

Tenglama (2) Io1 va Io2 uchun teskari to'yingan oqimlar mavjud Q1 va Q2 navbati bilan. Transistorlar bir xil deb hisoblanadi. Tenglamalarni birlashtirish (1) va (2) hosil bo'ladi

(3)

Hozirgi nisbat uchun tenglama echimini (3) topishimiz mumkin,

(4)

Biz taxmin qilishimiz mumkin iC1 taxminan tengdir iE1 va iC2 taxminan tengdir iE2. Shuning uchun

(5)

Tenglamalarni birlashtirish (4) va (5), biz bor

(6)

Eslab qoling

(7)

Muhim kuzatish Denklemni (6) ko`rish orqali amalga oshirilishi mumkin. Agar v1 - v2 bir necha yuz millivoltsdan ortiqroq bo'lsa, transistorli 2da kollektor oqimi kichik bo'lib, tranzistor aslida kesiladi. Transistorli 1dagi kollektor oqimi deyarli teng iEE, va bu tranzistor to'yingan. Kollektor toklari va shuning uchun chiqish voltaji vtashqaridaIkki kirish kuchlanish o'rtasidagi farqlardan mustaqil bo'lish.

Chiziqli kuchaytirish faqatgina taxminan 100 mV dan kam bo'lgan kirish kuchlanishidagi farqlar uchun paydo bo'ladi. Kirish kuchlanishining chiziqli oralig'ini oshirish uchun kichik emitent rezistorlar qo'shilishi mumkin.

1.2 umumiy rejim va differentsial rejimga ega bo'ladi

Differensial kuchaytirgich faqat ikkita kirish kuchlanishining farqiga javob berishga mo'ljallangan, v1 va v2. Biroq, amaldagi op-ampda bu chiqish bir darajaga bog'liq. Misol uchun, agar har ikkala uskuna teng bo'lsa, chiqish zo'riqishi ideal holda nol bo'lishi kerak, lekin amaldagi kuchaytirgichda emas. Vaqtning farqiga javob berganida biz ishni yoritamiz farqli rejim. Agar ikkita uskuna teng bo'ladigan bo'lsa, biz devredeymiz umumiy tartib. Ideal holda, elektronning faqatgina differentsial rejimda ishlab chiqarishini kutishimiz mumkin.

Har qanday ikkita kirish kuchlanish, v1 va v2, umumiy va farqning bir qismiga aylanishi mumkin. Biz ikkita yangi kirish kuchlanishini quyidagicha aniqlaymiz:

(8)

Voltaj, vdi, differensial rejimdagi kirish kuchlanishidir va u faqat ikkita kirish kuchlanish o'rtasidagi farqdir. Voltaj, vci, umumiy rejimdagi kirish kuchlanishidir va u ikkita kirish kuchlanishining o'rtacha qiymatidir. Asl kirish kuchlanishlari quyidagi yangi miqdorlar bilan ifodalanishi mumkin:

(9)

Agar biz ikkita kirish kuchlanishini teng qilsak, bizda mavjud

(10)

Ikki kirish teng bo'lgandan beri, emitter-bazaga ulanish kuchlanishlari teng (tranzistorlar bir xil bo'lsa). Shunday qilib, kollektor oqimlari bir xil bo'lishi kerak.

Differensional kuchaytirgichlar, simulyator simulyatori, elektron simulyatori, elektron dizayn, amaliy amperlar

Shakl 2 (a) Differensial rejim kuchaytirgichi ekvivalent davri

Keling, shakl 2 (a) da ko'rsatilgandek differensial rejimdagi kirish voltajining mos keladigan pallasida ko'rayapmiz. Eslatib o'tamiz, hozirgi vaqtda Q1 oqimining oshishi Q2 bir xil tezlik va amplitudada elektron pasayadi. Bu kirishdan boshlab to'g'ri Q2 Bunga teng Q1 ammo 180o o'zgarishlarsiz. Shunday qilib, kuchlanish o'zgaradi REE nol bo'ladi. Bu yildan beri ac Signali kuchlanish bo'ylab REE nol bo'lsa, uning o'rnini qisqa tutashuv bilan almashtirish mumkin ac teng oqim davri. Har bir tranzistor bazasida amplituda teng bo'lgan, lekin 180 bo'lgan kuchlanishlarni joylashtirishni unutmango fazaning ikki tranzistorli tagliklari o'rtasida ikki marta amplitudali kuchlanish o'rnatilishi bilan teng. Chastotalar vo1 va vo2 teng darajada amplitudalar mavjud bo'lsa-da, qarama-qarshi faza va differentsial rejimga ega bo'ladi

(11)

Ushbu differentsial rejimdagi daromad a bir martalik chiqish chunki u bitta kollektor va er o'rtasida olinadi. Chiqib ketgan bo'lsa vo1 va vo2, differensial rejimga ega daromadni "a" deb atashadi ikki natija chiqdi va tomonidan beriladi

(12)

Shunga o'xshash tahlillar shakl 2 (b) da umumiy rejimdagi ekvivalentli devorga qo'llanilishi mumkin.

Differensional kuchaytirgichlar, simulyator simulyatori, elektron simulyatori, elektron dizayn, amaliy amperlar

Shakl 2 (b) Umumiy tartib-kuchaytirgichning mos davri

Agar qarshilikni ajratsak REE har ikkisi ham ikki barobar chidamli qarshiligiga ikkita parallel qarshiligiga kirib, uskuna faqat yarmini tahlil qilib chiqdi. Transistorlar bir xil bo'lsa va umumiy rejimdagi kirish kuchlanishlari teng va bir xil bo'lsa, 2REE rezistorlar bir xil. Shunday qilib, ko'rsatilgan ikkita parallel qarshilik o'rtasidagi oqim nolga teng va biz faqat elektronning bir tomoniga qarashimiz kerak. Keyinchalik umumiy rejim kuchlanishining ortishi

(13)

Tenglama (13) aytadi REE katta va re<Ikki tomonlama chiqish zo'riqishini umumiy rejim va differentsial rejimga ega daromad jihatidan quyidagicha topamiz:

(14)

Differensial rejimdagi daromad umumiy rejimdagi daromaddan kattaroq bo'lishi kerak, shuning uchun kuchaytirgich birinchi navbatda kirish voltajlari orasidagi farqga javob beradi. The umumiy rejimni rad etish darajasi, CMRR, differensial rejimdagi daromadning umumiy rejimdagi daromadga nisbati sifatida tavsiflanadi. Odatda JB da ifodalanadi.

(15)

Endi kuchaytirgichning kirish qarshiligini ham differentsial rejimda, ham umumiy rejimda aniqlaymiz. Differensial rejim uchun ikkala tranzistorlar bazasida amplifikatatorni ko'rib chiqamiz. Bu esa, tranzistorlar har ikkala transistorlar orqali to'liq bir to'ldiradi va kirish qarshilik hisoblanadi

(16)

Endi umumiy rejim usuli uchun 2 (b) formatidagi kuchaytirgichni ko'rib chiqamiz. Shunday qilib, kirish qarshilik

(17)

Ushbu natijalar umumiy rejimning kirish qarshiligi differensial rejimga qaraganda ancha yuqori ekanligini ko'rsatadi.

Diferensial kuchaytirgichni tahlil qilish tranzistorli qurilish bloklari sifatida BJTlarga asoslanadi. FETs shuningdek, diferensial kuchaytirgichlarda ham kam kirish pasayish oqimi va deyarli cheksiz kirish empedansining afzalliklari bilan foydalanish mumkin. FETs yordamida differentsial kuchaytirgichni tahlil qilish BJT tahlillari bilan bir xil tarzda amalga oshiriladi.

Dvigatelning to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun differentsial kuchaytirgichlar mos keladigan transistorlar kerak. Agar differentsial kuchaytirgich integrallashgan devredeyse, bu qo'shimcha talab bir muammo emas, chunki ikki tranzistorlar bir xil ma'lumotdan foydalanib, bir vaqtning o'zida ishlab chiqilgan.

Ruxsat etilgan oqim manbai bo'lgan 1.3 termoq kuchaytirgichi

Buni qilish kerak REE umumiy rejimdagi mahsulotni kamaytirish uchun imkon qadar ko'proq imkon yaratadi. Denktsiya shuni ko'rsatadiki, biz CMRRni katta qilishimiz kerak REE katta. Buyuk qarshiliklarni IC chipslarida ishlab chiqarish qiyin bo'lgani uchun muqobil usulni qidiramiz. Bu o'zgarish bilan amalga oshiriladi REE bilan dc joriy manba. Ideal oqim manbai abadiy empedansga ega, shuning uchun biz uni almashtirish imkoniyatini o'rganamiz REE Bunday oqim manbai. Shakl 9.3 diapazoni kuchaytirgichni aks ettiradi, bu erda qarshilik, REE, doimiy oqim manbai bilan almashtiriladi.

(18)

Resurs ideal qaynoq oqim manbaiga qanchalik yaqin bo'lsa, umumiy rejimni rad etish darajasi yuqoriroq bo'ladi. Biz diyot bilan kompensatsiyalanadigan sobit-bias oqim manbasini ko'rsatamiz. Kompensatsiya haroratning o'zgarishiga bog'liq bo'lmagan kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Diyot D1 va transistorlar Q3 ish harorati oralig'ida deyarli bir xil xususiyatlarga ega bo'lishi uchun tanlangan.

Shakl 3 (a) ning devorlarini tahlil qilish va CMRR ni topish uchun biz unga mos qarshilikni aniqlashimiz kerak, RTH (doimiy oqim manbaining Thevenin ekvivalenti). Ekvivalent qarshilik [rasm 3 (b)] ga binoan berilgan.

1 tugunida KCL tenglamasini yozishimiz kerak

(19)

qayerda ro ko'rsatilgan tranzistor nuqtasida tranzistorning ichki qarshiligi. U tomonidan beriladi

(20)

Differensional kuchaytirgichlar, simulyator simulyatori, elektron simulyatori, elektron dizayn, amaliy amperlar

Shakl 3 - Ruxsat etilgan oqim manbai bo'lgan differentsial kuchaytirgich

2 tugunida KCL denklemi hosil bo'ladi

(21)

qayerda

(22)

O'zgartirish v1 va v2 2 tugunidagi tenglama ichiga kiramiz

(23)

Nihoyat, Thevenin qarshiligi Tenglama (22) va (23) tenglama (18) ga almashtirish orqali beriladi.

(24)

Keling, ushbu ifodani juda soddalashtiradigan bir qator taxminlar qilamiz. Tanqidiy barqarorlikni saqlab qolish uchun biz ushbu qo'llanmani qo'llaymiz

(25)

Ushbu qiymatni almashtirish RB Tenglama (24) va ajratish β, bizda ... bor

(26)

Biz ushbu iborani eslatib, soddalashtira olamiz

(27)

Keyin bizda bor

(28)

Ushbu tenglamadagi ikkinchi muddat dastlabki holatdan kattaroqdir, shuning uchun e'tibordan chetda qolmasligimiz mumkin RE olish uchun

(29)

Quyidagi shart mavjud bo'lganda ushbu tenglama soddalashtirilishi mumkin:

(30)

Bunday holda biz oddiy natijaga egamiz

(31)

Shunday qilib, agar barcha taxminlar haqiqiy bo'lsa, RTH mustaqil β va uning qiymati juda katta.

Bitta tugmali kirish va chiqish bilan birga 1.4 termoq kuchaytirgichi

Shakl 4 diapazoni kuchaytirgichni ko'rsatadi, bu erda ikkinchi kirish, v2, Nolga teng o'rnatilgan va chiqdi sifatida qabul qilinadi vo1.

Biz o'rniga doimiy oqim manbaidan foydalanamiz REEoldingi bobda muhokama qilingan. Bu "a" deb nomlanadi o'zgarishlar qisqarishi bilan bir martalik kirish va chiqish kuchaytirgich. Kuchaytirgich sozlamalari bilan tahlil qilinadi v2 = 0 avvalgi tenglamalarda. Turli xil kirish oddiygina

(32)

chiqdi

(33)

Differensional kuchaytirgichlar, simulyator simulyatori, elektron simulyatori, elektron dizayn, amaliy amperlar

Shakl 4 - o'zgarishlar qisqarishi bilan bir martalik kirish

Kam manfiy belgisi bu kuchaytirgichning 180 ko'rinishini bildiradio Chiqish va kirish o'rtasidagi o'zgarishlar sxemasi. Odatda sinusoidal kirish va chiqish shakllari 5da tasvirlangan.

Shakl 5 - Sinusoidal kirish va chiqish

Chiqish signalini erga havola qilish kerak bo'lsa, lekin bir o'zgarishlar teskarisi talab qilinmasa, chiqish transistorlar Q2.

Misol 1 - termoq kuchaytirgichi (tahlil)

Differensial kuchlanishni, umumiy rejimdagi kuchlanishni va 1da ko'rsatilgan elektron uchun CMRRni toping. Tasavvur qiling Ri = 0, RC = 5 kŌ, VEE = 15 V, VBE = 0.7 V, VT = 26 mV, va REE = 25 kŌ. Qani v2 = 0 va chiqishni oling vo2.

Qarori: Hozirgi paytda REE zo'riqish holatida topiladi. Baza asosan Q2 topraklanmış bo'lsa, emitör voltajıdır VBE = 0.7 V, va

Har bir tranzistorda susaygan oqim bu miqdorning yarmini tashkil etadi.

chunki

har bir tranzistorda differentsial kuchlanish hosil bo'lishi

Umumiy rejimdagi voltajning oshishi

Keyinchalik umumiy rejimni rad etish nisbati beriladi

ILOVA

Bundan tashqari, quyidagi hisob-kitoblarni Tina yoki TINACloud tuman simulyatorlari yordamida quyidagi matnni bosish orqali Tarjimon vositasidan foydalana olasiz.

1-Differensional Amplifikatchi O'chirish Simulyatsiyasi

misol 2

Misol 1da tasvirlangan diferansiyali kuchaytirgich uchun o'zgarish uchun issiqlik bilan kompensatsiyalangan sobit-bias oqim manbai (shakl 3) o'rnating. REE va farqlovchi kuchaytirgich uchun yangi CMRR ni aniqlang ro = 105 kŌ, VBE = 0.7 V, va β = 100. Tasavvur qiling R1 = R2.

Qarori: Transistor operatsion nuqtasini o'rtasiga joylashtiramiz dc yuklaydi.

Shundan so'ng, shakl 3 (a) ning joriy manbasini nazarda tutib,

Nosozlik barqarorligi uchun,

so'ng

0.1 beriRE>>re (Ya'ni, 1.25 kΩ >> 26 / 0.57 Ō), undan keyin tenglama (31) dan

CMRR tomonidan beriladi

ILOVA

Bundan tashqari, quyidagi hisob-kitoblarni Tina yoki TINACloud tuman simulyatorlari yordamida quyidagi matnni bosish orqali Tarjimon vositasidan foydalana olasiz.

2-Differensional Amplifikatchi O'chirish Simulyatsiyasi

misol 3

Maksimal chiqish quvvati sxemasi uchun 6 shaklida ko'rsatilgan shartlarga erishish uchun elektronni loyihalash. Besh transistorlar, Q1 uchun Q5, har biri bor β = 100 vaqtida Q6 ega bo'lgan β 200 bo'yicha. VBE barcha tranzistorlar uchun 0.6 V, VT = 26 mV, va VA = 80 V. Barcha tranzistorlar bir xil.

Belgilab qo'yilsinki,

(A) RC, R1, va CMRR.

(b) Umumiy rejimdagi chiqish voltaji.

(c) Differensial rejimdagi chiqadigan kuchlanish.

(d) differentsial rejim kirish Kuchlanish vdi maksimal chiqish uchun.

Differentsial kuchaytirgich, amaliy op-amp, elektron simulyatsiyasi, elektron dizayn

Shakl 6 - Misol 3 uchun differentsial kuchaytirgich

Qarori: Biz elektronni uchta bo'limga o'tkazamiz:

1. Darlington amplifikatori.

Darlington amplifikatori

2. Differensial kuchaytirgich

Differensial kuchaytirgich

3. Oddiy oqim manbai

Endi jami tizim uchun

Differensial kirish vdi maksimal darajada ajratilmagan chiqdi kuchlanishini ishlab chiqarish uchun zarur

Darajali shiftlar

Agar kuchaytirgichga kirish qiymati nolga teng bo'lgan o'rtacha qiymatga ega bo'lsada ham, chiqishi ko'pincha ta'sirlanish oqibatida nolga teng bo'lmagan o'rtacha kuchlanishga ega. Ular dc keskinliklar tizimning ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan istalmagan ofsetlikka olib kelishi mumkin.

Op-amp ko'p bosqichli bo'lgani uchun dc yuqori daromadli kuchaytirgich, kiruvchi dc keskinliklar tashvish manbai bo'lishi mumkin. Erta bosqichda kichik bir ofset keyingi bosqichni to'ldirishi mumkin.

Darajali shiftlar kompensatsiyani amalga oshirish uchun kirishdan ma'lum kuchlanishni qo'shadigan yoki chiqaradigan kuchaytirgichlardir dc ofset voltajlari. Op-amps o'zlarining dizayniga kiritilgan darajadagi shifterlarga ega.

Shakl 7 oddiy darajadagi o'zgaruvchini ko'rsatadi. Biz bu shifterni bir-birimiz uchun kuch-quvvat omili sifatida namoyon etamiz ac sozlashni ta'minlaydi dc chiqdi.

KVL yordamida shakl 7 (a) ning kirish in'ikosida tahlilni boshlaymiz va ruxsat beramiz vin = 0 olish uchun

(34)

Hozirdan beri

(35)

biz hal qilamiz dc Chiqish kuchlanishining qiymati, Vtashqarida.

(36)

Tenglama (36) o'zgaruvchanligini ko'rsatadi RE, Vtashqarida har qanday istalgancha o'rnatilishi mumkin dc (Maksimal daraja bilan cheklangan) VBB-VBE). Chunki VBB bo'ladi dc oldingi bosqichdan olingan daraja, bu kuchaytirgich bu darajasini o'zgartirish uchun ishlatiladi pastga qarab (pastroq qiymatga). Agar yuqoriga almashtirish talab qilinadi, shunga o'xshash elektron ishlatiladi pnp tranzistorlar uchun npn tranzistorlar. Faol oqim manbai bilan to'la bir elektron Shakl 7 (b) da ko'rsatilgan.

Vazifasini o'zgartirish, amaliy operatsion kuchaytirgich, elektron simulyatsiya

Shakl 7-darajasi o'zgaruvchisi

Endi biz elektronni tekshirib chiqamiz ac signallari qo'llaniladi. Shakl 7 (c) tasvirlangan ac teng oqim davri. Yozib oling β2ib2 faol oqim manbaidagi kollektor oqimi va biz uni doimiy deb hisoblaymiz. Chunki ac oqim qiymati nol bo'lsa, ushbu oqim manbai ochiq elektron tomonidan o'zgartiriladi. Biz yozamiz ac KVL yordamida tenglamalar.

(37)

va

(38)

Nisbati ac chiqdi ac Kirish

(39)

Tenglama (39) shuni ko'rsatadiki ro2 katta bo'lib, chiqdi-gacha bo'lgan nisbati birlikka yaqinlashadi va darajani o'zgartiruvchi emitter izdoshi kabi ishlaydi ac. Bu kerakli natijadir.

misol

Istalgan kuchlanishni ta'minlash uchun ikkita to'g'ridan-to'g'ri bog'langan Idoralararo amplifikatorlar ketma-ket joylashtirilgan. Ikkita Idoralar kuchaytirgichlari o'rtasida joylashtirish uchun bir darajali o'zgaruvchini loyihalashtirish dc Ikkinchi Idoralar kuchaytirgichini to'yinganligini oldini olish uchun kuchlanish yetarli darajada past. Buning uchun ikkinchi bosqichga 1 V ikkilanishini taqdim eting. Kollektor kuchlanishi, VC, Birinchi kuchaytirgich 4 V, va RC bu kuchaytirgichning qiymati 1 kŌ. Bir darajali shifterni loyihalashtirish uchun loyihalash IC 1 mA-dan foydalanib quvvatlantirish manbai. Shakl 3da ko'rsatilgan turdagi oqim manbaidan foydalaning (qism: 1.3 termodinamikasi) va transistorlar b (s) = 100, VBE(S) = 0.7 V, va VON = 0.7 V

Qarori: Suv almashtirgichi shakl 7 (b) da ko'rsatilgan. Biz qadriyatlarni topishimiz kerak RE, R1, R2va R 'E. Birinchi amplifikatatorga ega bo'lgani sababli VC 4 V qiymatining qiymati VBB Tenglama uchun (36) 4 V bo'lsa, RB bu formulaning 1 kΩ ekanligini bildiradi. Eski amplifikatning Thevenin mos devoridan foydalanganligiga e'tibor bering. Tenglama (36)

Amaldagi manba tranzistorli ish nuqtasini o'rtadagi sozlash dc yukni chizamiz

va

Quvvat kuchayib boradi R 'E 5.5 V. O'shanda

Endi biz kuchlanishlarni bilamiz R1 va R2 va parallel qarshilik. Bu ikkita Tenglama hosil qiladi, bu erda biz shakl 9.7 (b) pastki tranzistorida tok quyilishi kam deb hisoblaymiz.

va

Dizayn shuning uchun to'liq.

ILOVA

Bundan tashqari, quyidagi hisob-kitoblarni Tina yoki TINACloud tuman simulyatorlari yordamida quyidagi matnni bosish orqali Tarjimon vositasidan foydalana olasiz.

O'chirish simulyatori

Odatiy Op-amp

Ko'pgina operatsion kuchaytirgichlar shakl 8 da ko'rsatilgan blok diagrammasiga muvofiq ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan.

Odatiy Op-amp

Shakl 8 - Op-amfaning odatdagi konfiguratsiyasi

Differensial kuchaytirgich va kuchlanishni oshirish bosqichi kuchlanishni ta'minlovchi yagona bosqichlardir. Differensial kuchaytirgich, shuningdek, OP-amperida juda muhim bo'lgan CMRR ni ham beradi. Differensial kuchaytirgichning chiqishi ko'pincha katta emitsion rezistorga ega bo'lgan emitter izdoshiga ulanadi, bu esa yuqori daromad olish uchun differentsial kuchaytirgichga yuqori empedansli yukni ta'minlash imkonini beradi. Yutuqli keng tarqalgan emitent kuchaytirgichi mo''tadil daromadli Idoralar kuchaytirgichiga qaraganda ancha past kirish empedansidan aziyat chekishini unutmang. Bu qo'shimcha daromadni ta'minlash uchun yuqori daromadli Idoralar kuchaytirgichidan foydalanishga imkon beradi. Lineer op-amplar to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish uchun birlashtirilgan ac daromad olish. Bu esa, IC chipiga joylashtirish uchun juda katta bo'lgan birlashtiruvchi kondansatör uchun zarurlikni ham yo'q qiladi. Chiqish signali yo'qligini ta'minlash uchun yuqori darajadagi shiftchilar talab qilinadi dc ofset. Op-amperlar elektron simulyatsiyasi orqali juda aniq modellangan bo'lishi mumkin. Biz buni TINACloud onlayn elektron simulyatsiyasi yordamida namoyish etamiz.

3.1 mahsulot

Op-ampli qurilmalar standart IC paketlarda, shu jumladan bankalarda, dual-in-layn paketlarda (DIP) va tekis paketlarda paketlanadi. Ushbu paketlarning har biri kamida sakkizta pin yoki aloqa mavjud. Ular 9, 10 va 11 shakllarida tasvirlangan.

Odatiy Op-amp

Shakl 9 - Op-amp ulanishi (to'p ko'rinishi)

Odatiy Op-amp

Shakl 10 - Op-ampli ulanishga 14-pin DIP (Yuqori ko'rinish)

Odatiy Op-amp

Shakl 11 - 10-pin tekis paketi uchun op-ampli ulanish (Yuqori ko'rinish)

Bir elektronni qurishda turli yo'nalishlarni aniq belgilash muhim (odatda raqamlangan emas). Raqamlar 1 pinining o'rnini ko'rsatadi. In to'plashi mumkin Shakl 9 shaklida, pin 1 yorliqning chap qismidagi birinchi pin sifatida belgilanadi va pinalar ketma-ket soat yo'nalishi bo'yicha teskari tomonga qarab numaralanırlar. In dual-in-line paketi Shakl 10 shaklidagi to'plamning yuqori qismida 1 pinini aniqlash uchun chiziq bor va pinalar o'ng va chap tomonda raqamlangan. Bir dipdan bir nechta op-amp (odatda 2 yoki 4) paketlanganligiga e'tibor bering.

In tekis to'plami Shakl 11 shaklida, pin 1 nuqta bilan aniqlanadi va pinlar DIP da raqamlangan.

3.2 quvvat talablari

Ko'p op-amperlar salbiy va ijobiy kuchlanish manbasini talab qiladi. Oddiy kuchlanish manbalari ± 5 V dan ± 25 V gacha. 12 shaklida op-ampga odatiy quvvat manbai ko'rsatiladi.

Maksimal chiqish zo'riqishida tebranishi cheklangan dc Op-ampga etkazilgan kuchlanish. Ba'zi operatsion kuchlanishlarni bir kuchlanish manbasidan boshqarish mumkin. Op-amp faqatgina bitta quvvat manbaidan foydalangan hollarda ishlab chiqaruvchining texnik tavsifi ishlashning chegaralarini belgilaydi.

Op-amps, odatda op-amp

Shakl 12 - Quvvat manbaiga ulanish

Maksimal chiqish zo'riqishida tebranishi cheklangan dc Op-ampga etkazilgan kuchlanish. Ba'zi operatsion kuchlanishlarni bir kuchlanish manbasidan boshqarish mumkin. Op-amp faqatgina bitta quvvat manbaidan foydalangan hollarda ishlab chiqaruvchining texnik tavsifi ishlashning chegaralarini belgilaydi.

3.3 741 Op-amp

MA741 op-amp Shakli 13 ning ekvivalent elektronida ko'rsatilgan. 1966-dan boshlab ko'pchilik IC ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqarilgan bo'lib, uning kiritilishidan keyin juda ko'p avanslar mavjud bo'lsa-da, 741 hali ham keng qo'llanilmoqda.

operatsion kuchaytirgichlar, odatda op-amperlar

Shakl 13 - 741 op-amp

741 op-amp mavjud ichki tovon Bu yuqori chastotali amplitudali reaktsiyaga tushishga olib keladigan RC tarmog'iga tegishlidir. Kuchaytirgich yuqori daromadga ega bo'lgani uchun (10 tartibida4 10 uchun5 past frekanslarda) va tranzistorlardagi parazitik quvvatlarga ruxsat beradi parazitar mulohazalar, ichki amortizatsiya uchun emas, op-amp noaniq va salohiyatli bo'ladi. Ikki kaskadli farqli kuchaytirgich qo'shimcha simmetriya quvvat kuchaytirgichini boshqa kuchlanishli kuchaytirgich yordamida boshqaradi.

741 op-amp uchta bosqichdan iborat: kirishning differentsial kuchaytirgichi, oraliq bir martalik yuqori daromadli kuchaytirgich va chiqish buffering amplifikatori. Uning faoliyatiga katta ahamiyatga ega bo'lgan boshqa sxema - bu o'zgaruvchan darajani o'zgartirish dc signalning darajasi har xil kuchaytirgichlarga mos yozuvlar oqimlarini ta'minlash uchun va ijobiy va salbiy, bios davrlarini aylanishiga imkon berishi uchun va ishlab chiqarishda op-amperni qisqa tutashuvdan himoya qiladigan aylanishlarni hosil qiladi. 741 ichki chastotali kondansativ rezistorli tarmoq orqali kompensatsiya qilinadi.

Op-amp kuchaytirgichning qo'shimcha bosqichlarini qo'shish, kirish davrlarini ajratish va chiqish empedansini pasaytirish uchun chiqishdagi qo'shimcha yorituvchi izdoshlarini qo'shish orqali yanada takomillashtiriladi. Boshqa takomillashishlar CMRR ortishi, yuqori kirish empedansi, keng chastotali javob, chiqadigan empedansning kamayishi va quvvatni oshiradi.

Bias davrlari

741 shaklidagi 13 op-ampsida bir nechta doimiy manbalarni ko'rish mumkin. Transistorlar Q8 va Q9 mavjud manbadir IEE tomonidan yaratilgan farqlovchi kuchaytirgich Q1, Q2, Q3va Q4. Transistorlar Q5, Q6va Q7uchun, almashtirish uchun faol yuklar RC differentsial kuchaytirgichning qarshiligi. Transistorlar Q10, Q11va Q12 differentsial kuchaytirgichning oqim manbalari uchun bios-tarmoqni tashkil qiladi. Transistorlar Q10 va Q11 hozirgi oyna sifatida harakat qiladigan boshqa tranzistorlar bilan bu bias tarmog'i uchun bir widlar oqim manbai hosil qiladi.

Qisqa davr himoyasi

741 sxemasi odatda kesib tashlangan va faqat katta hajmdagi oqim mavjud bo'lgan hollarda o'tkazadigan tranzistorlar qatorini o'z ichiga oladi. Chiqish tranzistorlari ustidagi yonalishlar ushbu oqimni qabul qilinadigan darajaga kamaytirish uchun o'zgartiriladi. Shakl 13 ning elektron tizimida ushbu qisqa tutashuvli himoya tarmog'i Q tranzistorlaridan iborat15 va Q22 va qarshilik R11.

Kirish bosqichi

741 op-ampining kirish bosqichi kuchlanishni oshirish, balandlikning o'zgarishi va bir martalik o'zgaruvchan kuchaytirgichli chiqishi uchun talab qilinadi. Devrenning murakkabligi katta ofset voltajida xatolarga olib keladi. Bunga qaramasdan, standart qarshiligi yuklangan diferensial kuchaytirgich kam sarflanadigan kuchlanishdagi xatolarga olib keladi. Biroq, standart kuchaytirgich cheklangan daromadga ega, bu esa istalgan amplifikatsiyaga erishish uchun qo'shimcha bosqichlarni talab qiladi. Rezistorga o'rnatilgan differensial amplifikatorlar 741dan kam kuchlanishli op-amperlarda qo'llaniladi.

Kirish bosqichida ishlatiladigan BJTlar katta oqimlarni talab qiladi, ofset oqim muammolarini keltirib chiqaradi. Offset oqimini kamaytirish uchun boshqa op-amp turlari kirish bosqichida MOSFET-lardan foydalanadi.

741 ning kirish bosqichi transistorlar tomonidan yaratilgan faol yuk bilan farqlovchi kuchaytirgichdir Q5, Q6va Q7 va rezistorlar R1, R2va R3. Ushbu elektron yuqori qarshilik yukini ta'minlaydi va signalni daromad yoki umumiy rejimdan voz kechish nisbati bo'lmagani holda differentsialdan bir martalik o'zgartiradi. Bitta tugagan chiqishi to'plamdan olinadi Q6. Kirish bosqichi darajasining o'zgaruvchisi lateraldan iborat pnp tranzistorlar, Q3 va Q4, umumiy bazaviy konfiguratsiyaga ulangan.

Yanal tranzistorlardan foydalanish, Q3 va Q4, qo'shimcha afzalliklarga olib keladi. Ular kirish tranzistorlarini himoya qilishga yordam beradi, Q1 va Q2, emitent-bazaviy uzilishlarga qarshi. Emitent-baz aloqasi npn tranzistor teskari tomonlama xarakteristikaning 7 V atrofida oshib ketishi bilan buzilib ketadi. Yanal tranzistor buzilishi teskari tomonlama 50 V atrofidan oshmaguncha sodir bo'lmaydi. Transistorlar ketma-ketlikda Q1 va Q2, kirish pallasida buzilish kuchlanishi ortadi.

O'rta bosqich

Ko'pgina op-amperlardagi oraliq bosqichlar bir nechta kuchaytirgich orqali yuqori daromad olish imkonini beradi. 741da, birinchi bosqichning bitta tugagan chiqishi bazaga ulanadi Q16 bir emitter izdoshlari konfiguratsiyasi mavjud. Bu kirish bosqichini yuqori darajada kiritish imkonini beradi. Qidiruv bosqichda tranzistorlar ham mavjud Q16 va Q17, va qarshilik R8 va R9. Qidiruv bosqichning chiqishi, kollektordan olinadi Q17, va taqdim etilgan Q14 bir faza splitter orqali. 741dagi kondansatkich chastotalarni qoplash uchun ishlatiladi, bu matnning keyingi qismlarida muhokama qilinadi.

Chiqarish bosqichi

Op-ampning chiqish bosqichi past chiqish empedansiga yuqori oqim hosil qilish uchun talab qilinadi. Aksariyat op-amplar samaradorlikni oshirib, joriy daromadni yo'qotmaslik uchun qo'shimcha simmetriya ishlab chiqarish bosqichidan foydalanadilar. Qo'shimcha simmetriya uchun maksimal samaradorlik, sinf B amplifikatatori 78% hisoblanadi. Bitta tugagan chiqish amplifikatatori faqat 25% maksimal samaradorlikka ega. Ba'zi op amperlar Darlington juftliklarini qo'shimcha simmetriyadan foydalanib, ularning chiqish qobiliyatini oshiradilar. 741 ning qo'shimcha simmetriya chiqishi bosqichi quyidagilardan iborat: Q14 va Q20.

Kichik qarshilik, R6 va R7, chiqishda cheklashni ta'minlang. Darlington juftligi, Q18 va Q19diodning o'rnini to'ldiruvchi qo'shimcha simmetriya chiqishi bosqichida 8 bo'limida keltirilgan. Darlington juftlik tartibini diod sifatida ulangan ikkita tranzistor orqali afzalroq, chunki u kichikroq maydonda ishlab chiqilishi mumkin. Qo'shimcha nosimmetrik devorda bios qarshiligining o'rnini bosadigan oqim manbai tranzistorning bir qismi tomonidan amalga oshiriladi. Q13. Transistorlar Q22, Q23va Q24 chiqish voltusining nol o'qi atrofida joylashganligini kafolatlaydigan bir darajali o'zgaruvchan tartibning bir qismidir.

Amaliy Op-amp

Amaliy Op-ampsi ularning taxminiy darajasiga yaqinlashadi ideal ba'zi bir muhim jihatlardan farq qiladi. Raqamli dizaynerga haqiqiy op-amplar va ideal opper-amperlar o'rtasidagi farqlarni tushunish juda muhim, chunki bu farqlar elektron ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Bizning maqsadimiz ideal bo'lmagan qurilmaning eng muhim xususiyatlarini hisobga olgan amaliy op-amp modelining batafsil modelini ishlab chiqishdir. Amaliy op-ampni ta'riflash uchun ishlatiladigan parametrlarni aniqlash bilan boshlaymiz. Ushbu parametrlar op-amp ishlab chiqaruvchisi tomonidan taqdim etilgan ma'lumotlar varaqlarida ko'rsatiladi.

Jadval 1 uchta muayyan op-amp uchun parametr qiymatlarini ro'yxatlaydi, ulardan biri mA741 hisoblanadi. Biz ko'pgina misollarda va bobning oxirida quyidagi moyilliklar bo'yicha mXXXNUSX operatsion kuchaytiruvchilardan foydalanamiz: (741) ko'plab IC ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqarilgan (1), ular elektron sanoatida juda ko'p miqdorda topilgan va ( 2) ular umumiy maqsadlar uchun ichki kompensatsiya qilingan op-amperlardir va ularning xususiyatlari boshqa op-amp turlari bilan ish olib borishda taqqoslash uchun mos yozuvlar sifatida ishlatilishi mumkin. Quyidagi bo'limlarda turli xil parametrlar aniqlanganligi sababli, odatda qiymatlarni topish uchun Jadval 3ga murojaat qilish kerak.

Amaliy Op-amplar, operatsion amplifikatorlar

Jadval 1 - Op-amps uchun parametr qiymatlari

Ideal va haqiqiy op-amplar orasidagi eng muhim farq kuchlanishdan hosil bo'ladi. Ideal op-ampning cheksiz yaqinlashuviga ega bo'lgan kuchlanish paydo bo'lishi. Haqiqiy op-amp chastotani kuchayishi bilan kamayib boruvchi kuchlanishning oxirgi kuchlanishiga ega (biz buni keyingi bobda batafsil o'rganamiz).

5.1 Open-Loop kuchlanishlari (G)

Op-amperning ochiq-pastadir kuchlanishini oshirish - bu chiqish voltajidagi o'zgarishlarni qayta ishlanmasdan kirish voltajining o'zgarishiga nisbatidir. Voltaj daromadi o'lchamsiz miqdordir. G belgisi ochiq-pastki kuchlanish kuchlanishini ko'rsatish uchun ishlatiladi. Op-amperlar past chastotali kirish uchun yuqori kuchlanishga ega. Op-amplituda ko'rsatilganidek, millivolt yoki volframdagi voltsning voltsiyasini desibellarda (dB) [20log10(vtashqarida/vin)].

5.2 Modifikatsiyalangan Op-amp modeli

Shakl 14 ideallashtirilgan op-amp modelining o'zgartirilgan versiyasini ko'rsatadi. Biz kirish qarshiligini qo'shib, idealizatsiyalangan modeli o'zgartirdik (Ri), chiqish qarshiligi (Ro) va umumiy rejim qarshiligi (Rcm).

op-amp, amaliy op-amplar

Shakl 14 - o'zgartirilgan op-amp modeli

Ushbu parametrlarning odatda qiymatlari (741 op-amp uchun)

Op-amp ishlashini o'rganish uchun biz endi 15 ning devorini ko'rib chiqamiz. Op-amperning inverting va inverting bo'lmagan kirishlari ketma-ket qarshilikka ega manbalar tomonidan boshqariladi. Op-amfaning chiqishi qarshilik orqali kirishga qaytariladi, RF.

Ikki kirishni boshqaradigan manbalar ko'rsatiladi vA va v1va shu bilan bog'liq qator qarshilik mavjud RA va R1. Agar kirish devorlari yanada murakkab bo'lsa, ushbu qarshiliklarni ushbu devordagi Thevenin ekvivalentlari deb hisoblash mumkin.

Amaliy Op-amplar, operatsion amplifikatorlar

Shakl 15 - Op-amp davri

5.3 Kirish uzluksiz kuchlanish (Vio)

Ideal op-ampga kirish kuchlanishi nol bo'lsa, chiqish zo'riqishida ham nol bo'ladi. Bu haqiqiy op-amp uchun to'g'ri emas. The Kirish ofset voltaji, Vio, chiqdi voltajini nolga tenglashtiradigan farqlovchi kirish voltaji sifatida tavsiflanadi. Vio ideal op-amp uchun nol. Odatda, bir qiymat Vio 741 op-amp uchun 2 mV. Nol bo'lmagan qiymat Vio Op-amp har qanday kirish inqirozini kuchaytiradi, shuning uchun katta qiymatga ega bo'ladi dc Xatolik.

Quyidagi texnik uskuna ofset tokini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Chiqishni nolga majbur qilish uchun kirish kuchlanishini o'zgartirishdan ko'ra, shakl 16da ko'rsatilgandek, kirish nolga teng bo'ladi va chiqish kuchlanishi o'lchanadi.

op-amps, operatsion kuchaytirgichlar

Shakl 16 - Vio ni o'lchash usuli

Nolinchi kirish kuchlanishidan kelib chiquvchi chiqish zo'riqishida strelkali ofset tokini chiqarish. Kirish tozaligining kuchlanishi bu miqdorni op-amperning ochiq-oydin foydasiga bo'linishi orqali erishiladi.

Kirish ofsetining kuchlanish ta'siri shakl 17da ko'rsatilganidek op-amp modeliga kiritilishi mumkin.

Kirishning ofset kuchlanishini hisobga oladigan bo'lsak, ideal op-amp modeli to'rt rezistentlik qo'shilishi bilan ham o'zgartirildi. Ro bo'ladi chiqish qarshiligi. The Kirish qarshilik Op-ampni, Ri, inverting va inverting bo'lmagan terminallar o'rtasida o'lchanadi. Model shuningdek, ikkita kirishning har birini erga ulaydigan qarshiligi bor.

Bular umumiy rejim qarshiligi, va ularning har biri 2ga tengRcm. Agar kirishlar 16 shaklida bir-biriga ulangan bo'lsa, ushbu ikki qarshilik parallel bo'ladi va birlashgan Thevenin chidamliligi Rcm. Agar op-amp ideal bo'lsa, Ri va Rcm yondashuv cheksiz (ya'ni, ochiq elektron) va Ro nol (ya'ni, qisqa tutashuv).

Shakl 17 - Kirish ofset voltaji

Shakl 18 (a) da ko'rsatilgan tashqi konfiguratsiya ofset voltajining ta'sirini bekor qilish uchun ishlatilishi mumkin. Inverting kirish terminaliga o'zgaruvchan voltaj qo'llaniladi. Ushbu kuchlanishning to'g'ri tanlanishi kirishning ofsetini bekor qiladi. Xuddi shunday, shakl 18 (b) invertsiz bo'lmagan kirishga tatbiq etilgan ushbu muvozanat devorini ko'rsatadi.

amaliy op-amplar, op-amplar

Shakl 18 - ofset voltaj balanslash

ILOVA

Quyidagi havolani bosish orqali TINACloud Circuit Simulator bilan simulyatsiya orqali 18 (a) elektron tizimining Input Offset Voltage Balancing dasturini sinab ko'rishingiz mumkin.

TINACloud bilan chiqish ofset voltajini balanslash davri simulyatsiyasi (a)

TINACloud bilan chiqish ofset voltajini balanslash davri simulyatsiyasi (a)

TINACloud bilan chiqish ofset voltajini balanslash davri simulyatsiyasi (a)

ILOVA

Quyidagi havolani bosish orqali TINACloud Circuit Simulator bilan simulyatsiya orqali 18 (b) elektron tizimining Input Offset Balancing funksiyasini sinab ko'rishingiz mumkin:

TINACloud bilan kiruvchi ofset uzluksiz kuchlanish balans davri simulyatsiyasi (b)

TINACloud bilan kiruvchi ofset uzluksiz kuchlanish balans davri simulyatsiyasi (b)

TINACloud bilan kirishni offset balansirovka O'chirish Simulyatsiyasi (b)

5.4 Kirish oqimining oqimi (IBias)

Ideal op-amp yozuvlari hech qanday oqimga ega bo'lmasa ham, haqiqiy op-amperlar har bir kirish terminali uchun bir nechta oqimning oqishini ta'minlaydi. IBias bo'ladi dc kirish tranzistorga joriy va odatda, bir qiymat 2 mA. Manba impedansi kam bo'lsa, IBias kichik kuchga ega, chunki u kirish voltajining nisbatan kichik o'zgarishiga olib keladi. Biroq, yuqori impedansli haydovchi davrlari bilan kichik oqim katta kuchlanishga olib kelishi mumkin.

Bias oqimi shakl 19 da ko'rsatilgandek, ikkita mavjud chig'anoq kabi modellashtirilishi mumkin.

op-amps, operatsion kuchaytirgichlar

Shakl 19 - ofset voltaj balanslash

Ushbu lavhalarning qiymati manba impedansiyasidan mustaqil. The tomonlama oqim ikki joriy cho'kindining o'rtacha qiymati sifatida tavsiflanadi. Shunday qilib

(40)

Ikki lavha qiymati o'rtasidagi farq, ofset oqimi, Iio, va tomonidan beriladi

(41)

Har ikkala kirish-bias oqimi va kirish ofset oqimi haroratga bog'liq. The kiritish harorati joriy harorat koeffitsienti atamasi o'zgarganda o'zgarish nisbati sifatida tavsiflanadi. Odatda, bir qiymat 10 nA /oC. ofset joriy harorat koeffitsienti ofset oqimidagi o'zgarishning harorat o'zgarishiga nisbati sifatida tavsiflanadi. Odatda, bir qiymat -2nA /oC.

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 20 - Kirish tomonlama oqim modeli

Kirishning tanqisligi oqimlari shakl 20 ning op-amp modeliga kiritilgan bo'lib, unda biz kirish inshoatining oqimi sezilarli emasligini taxmin qilamiz.

Anavi,

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 21 (a) - O'chirish

Ushbu turdagi modelni kirish bias oqimlari oqibatida chiqish voltajini topish uchun tahlil qilamiz.

Shakl 21 (a) inverting va inverting bo'lmagan kirishlar qarshilik orqali erga ulangan bir op-ampli devorni ko'rsatadi.

Elektron devor 21 (b) ga mos keladigan uning o'rniga o'tadi, biz e'tiborsiz qoldirdik Vio. Shakl 21 (s) da elektronni o'chirib tashlashni yanada soddalashtiramiz Ro va Ryuk. Ya'ni, biz taxmin qilamiz RF >> Ro va Ryuk >> Ro. Chiqish yuklov talablari odatda ushbu tengsizliklar bajarilishini ta'minlaydi.

Shakl 21 (d) da qo'shimcha ravishda qarama-qarshi kuchlanish manbai va qarshilikning seriyali kombinatsiyasi o'zgarmaydigan oqim manbai va qarshilikning parallel kombinatsiyasi bilan almashtiriladi.

Va nihoyat, shakl 21 (E) ning soddalashtirilgan ekvivalentini olish uchun qarshiliklarni birlashtiramiz va ikkala oqim manbasini voltaj manbalariga qaytaramiz.

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 21 (b) va (s) - Kirish tomondan ta'sirlar

Chiqish kuchlanishini topish uchun loop tenglamasidan foydalanamiz.

(43)

qayerda

(44)

Umumiy rejim qarshiligi, Rcm, ko'p op-amperlar uchun bir necha yuz megohm oralig'ida joylashgan. Shuning uchun

(45)

Agar biz bundan ham shunday deb hisoblasak Go katta bo'lsa, tenglama (43) tenglama bo'ladi.

(46)

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 21 (d) va (e) - Kiruvchi ogohlantirish effektlari

Ahamiyat bering, agar qiymati R1 teng bo'lsa, u holda chiqish zo'riqishida nol bo'ladi. Ushbu tahlildan biz quyidagicha xulosa chiqardik dc qarshilik V+ erga teng bo'lishi kerak dc qarshilik V- erga. Biz buni ishlatamiz nosozlik balansi dizaynlarimizda ko'p marotaba cheklovlar mavjud. Muhim va inverting bo'lmagan terminallar ham juda muhim dc kirish tomonlama oqimining ta'sirini kamaytirish uchun erga yo'l.

Input Bias Joriy, amaliy op-amp, operatsion kuchaytirgichlar

Shakl 22 - Misol 1 uchun konfiguratsiyalar

misol 1

Shakl 22 konfiguratsiyasi uchun chiqish kuchlanishini toping IB = 80 nA = 8 10-8 A.

Qarori: Biz shakl 46 (a) ning o'chirish uchun chiqish kuchlanishini topish uchun Tenglama (22) ning soddalashtirilgan shaklidan foydalanamiz.

Shakl 22 (b) ning o'chirilishi uchun biz olamiz

ILOVA

Bundan tashqari, quyidagi hisob-kitoblarni TINACloud tuman simulyatori yordamida amalga oshirishingiz mumkin.

Input Bias Joriy Modellash O'chirish Simulyatsiyasi

TINACloud bilan joriy bias oqim modellashtirish davriy simulyatsiya

TINACloud bilan joriy bias oqim modellashtirish davriy simulyatsiya

5.5 Umumiy tartibni bekor qilish

Op-amp odatda ikkita kirish kuchlanish o'rtasidagi farqni kuchaytirish uchun ishlatiladi. Shuning uchun ham, farqli rejim. Ushbu ikkita kirishning har biriga qo'shilgan doimiy kuchlanish farqni ta'sir qilmasligi kerak va shuning uchun chiqishga o'tkazilmasligi kerak. Amaliy holatda, ushbu doimiy yoki o'rtacha qiymatlar qilsa chiqish voltajiga ta'sir qiladi. Agar biz faqat ikkita uskaning teng qismlarini hisobga olsak, biz shunga o'xshash narsalarni ko'rib chiqamiz umumiy tartib.

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 23 - umumiy rejim

Haqiqiy op-ampning ikkita kirish terminali birgalikda birlashtirilib, keyin esa umumiy manba voltsiyasiga ega deb hisoblaylik. Bu shakl 23da ko'rsatilgan. Chiqish kuchlanishi ideal holatda nolga teng bo'ladi. Amaliy holatda ushbu chiqim nolga teng emas. Nol bo'lmagan chiqdi voltsiyasining qo'llaniladigan kirish voltajiga nisbati umumiy rejimdagi kuchlanish, Gcm. The umumiy rejimni rad etish darajasi (CMRR) nisbati sifatida tavsiflanadi dc ochiq aylanma daromad, Go, umumiy rejim qobiliyatiga ega. Shunday qilib,

(47)

80dan 100 dBgacha bo'lgan CMRR turidagi odatiy qiymatlar. CMRR ni iloji boricha yuqori darajaga etkazish maqsadga muvofiqdir.

5.6 Quvvatni rad etish darajasi

Quvvatni rad etish darajasi op-ampni quvvat manbai voltajidagi o'zgarishlarga e'tibor bermaslik qobiliyatining o'lchovidir. Agar tizimning chiqish bosqichida o'zgaruvchan oqim miqdori mavjud bo'lsa, tarmoqning kuchlanishi o'zgarishi mumkin. Bu yukning kuchlanishdagi yuklanishiga bog'liq o'zgarishlar, keyinchalik bir xil ta'minotni taqsimlaydigan boshqa kuchaytirgichlarning ishlashiga olib kelishi mumkin. Bu ma'lum o'zaro suhbatlar, bu esa beqarorlikka olib kelishi mumkin.

The quvvat manbaini rad etish darajasi (PSRR) - o'zgarish nisbati vtashqarida quvvat manbai voltajining umumiy o'zgarishiga ta'sir qiladi. Misol uchun, ijobiy va salbiy materiallar ± 5 V dan ± 5.5 Vgacha bo'lgan bo'lsa, umumiy o'zgarish 11 - 10 = 1 V hisoblanadi. PSRR odatda volt yoki ba'zan desibelda ko'rsatilgan mikrovoltslarda ko'rsatiladi. Odatda op-amperlar 30 mV / V gacha bo'lgan PSRRga ega.

Besleme voltajidagi o'zgarishlarni kamaytirish uchun har bir op-amper guruhi uchun energiya ta'minoti bo'lishi kerak ajratilgan (ya'ni izolyatsiyalangan) boshqa guruhlardan olingan. Bu shovqinni bir guruh opamperlar bilan cheklaydi. Amalda, har bir bosilgan elektron karta 0.1-mF seramika yoki 1-mF tantalli kondansatkich orqali erga ulangan chiziqlarga ega bo'lishi kerak. Bu esa, yuklarning o'zgarishi boshqa kartalarga ta'minot orqali sezilarli darajada oziqlanmasligini ta'minlaydi.

5.7 Chiqish qarshiligi

Chiqish qarshiligini aniqlashda birinchi qadam bo'lib, Rtashqaridabiz shakl 24 da kesilgan chiziqlar ichiga olingan qutidagi ko'rsatilgan op-amp davri uchun Thevenin ekvivalentini topamiz. Shuni esda tutingki, biz bu tahlilda ofset oqimiga va kuchlanishiga e'tibor bermaymiz.

(24)

Tarmoqda mustaqil manbalar mavjud emasligi sababli Thevenin mos keladigan kuchlanish nolga teng, shuning uchun elektron bir qarshilikka mos keladi. Qarshilik qarshiligi qiymatini qarshilik kombinasyonlari yordamida topish mumkin emas. Ekvivalent qarshilikni topish uchun chiqish manbaiga kuchlanish manbaini v, deb hisoblang. Keyinchalik olingan oqimni hisoblaymiz, i, nisbatini oling v/i. Bu Thevenin qarshiligini beradi.

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 25 (qism a) - Thevenin munosib davrlari

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 25 (qism b)

Shakl 25 (a) qo'llanilgan kuchlanish manbasini ko'rsatadi. Vxodali shakl 25 (b) da ko'rsatilgandan keyingina soddalashtirilgan.

Shakl 25 (s) da ko'rsatilgandek kontaktlarning zangori qismini qisqartirishi mumkin, bu erda biz ikkita yangi qarshilikni quyidagicha aniqlaymiz:

(48)

Biz buni taxmin qilamiz R 'A << (R '1 + Ri) va Ri >> R '1. Shakllar 25 (D) ning soddalashtirilgan davri.

Kirish farqlovchi kuchlanish, vd, bu soddalashtirilgan devorda kuchlanishni taqsimlash nisbati yordamida topiladi.

(49)

Chiqish qarshiligini topish uchun, biz chiqish loop tenglamasini yozish bilan boshlaymiz.

(50)

op-amp, operatsion kuchaytirgich

Shakl 25 (qismlar c va d) - Thevenin munosib davrlarini qisqartiradi

Chiqish qarshiligi keyinchalik Denklem (51) tomonidan beriladi.

(51)

Ko'pgina hollarda, Rcm juda katta R 'A»RA va R1"»R1. Tenglama (51) nol-chastotali kuchlanishdan foydalangan holda soddalashtirilishi mumkin, Go. Natijada tenglama (52).

(52)

ILOVA

Quyidagi havolani bosish orqali TINACloud Circuit Simulator yordamida elektron simulyatori yordamida 25 (a) o'chirib Chiqish impedansiyasini hisoblashingiz mumkin.

TINACloud bilan chiziqli simetrning chiqish impedansiyasi

TINACloud bilan chiziqli simetrning chiqish impedansiyasi

TINACloud bilan chiziqli simetrning chiqish impedansiyasi

misol 2

Shakl 26da ko'rsatilganidek, birlik-daromad buferining chiqish empedansiyasini toping.

amaliy op-amp, operatsion kuchaytirgichlar

Shakl 26 - Unity gain tampon

Qarori: Shakl 26 ning elektron davri shakl 24 ning qayta besleme pallasida taqqoslaganda, biz buni topamiz

Shuning uchun,

Tenglama (51) usuli mavjud emas, chunki biz bu holatda shakl 25 (s) ni soddalashtirishga olib keladigan tengsizliklarning amal qilishiga ishonchimiz komil emas. Boshqacha aytganda, soddalashtirish kerak

Ushbu soddalashtirmasdan, kontakt shakl 27da ko'rsatilgan shaklni oladi.

Unity gain tampon, amaliy amperlar, operatsion amplifikatorlar,

Shakl 27 - Unity daromadi buferiga teng bo'lgan elektron

Ushbu elektron quyidagi munosabatlarni topish uchun tahlil qilinadi:

Ushbu tenglamalarning birinchi qismida biz buni oldik Ro<< (R '1+Ri) << 2Rcm. Chiqish qarshiligi keyinchalik beriladi

Yana nolcha chastotali kuchlanishni qayerda qo'llaymiz, Go.