Операционные усилители. Виды и принцип действия

 

Операционные усилители. Виды и принцип действия

Стоит сказать, что ток выходя из операционного усилителя не расходует электричество. Два входа обозначены разными знаками и оказывают высокое сопротивление, благодаря этому можно использовать большое количество электричества в начале усилителя, где и случается оценка напряжения, от этого зависит какой сигнал устройство выдаст, выходя из усилителя. Важную роль играет усилительный коэффициент, он может достигать миллиона.

Насколько большим будет напряжение, зависит от того сколько его было получено, чем его больше на входе, тем больше будет отдано, и наоборот. От источника питания зависят значения полюсов.

Питание операционного усилителя

На примере батарейки рассмотрим принцип питания системы, она имеет два значения, в качестве точки отсчета возьмем отрицательный, тогда позитивный будет давать 1,5 В. Если подключить два последовательных элемента, то можно заметить такое: за нулевую точку возьмем негативный полюс батареи снизу и измерим положительную сторону батареи снизу, результат будет +10 В.

Питание операционного усилителя

Для создания биполярного окружения можно за нулевую точку взять место между двумя батареями, тогда ток между полюсами будет равен и составит +5 и -5. Радиолюбители предпочитают схемы простой конструкции, подача питания в них происходит от сети, при этом ток понижается до 30 В. Обычно системы делают так, чтобы место в центре имело обмотку, обмотка обеспечит усилителю +15 и -15 В.

Разновидности




Операционные усилители можно поделить на несколько типов.

Инвертирующий усилитель

Это базовая схема, ее особенность заключается в том, что она имеет помимо основных частей еще и фазу, значения которой также нужно учитывать. Амплитуда и коэффициент в такой схеме на выходе превосходит вход ровно в два раза. Такие усилители обрели популярность благодаря своей простоте. k=-(R2)/(R1) – формула необходимая для расчета напряжения. Исходя из этого, заметно, что сопротивление не влияет на полученный ток, оно служит своеобразной защитой.

Инвертирующий усилитель

Неинвертирующие усилители

Эта схема довольно похожа на первую, но ее отличие в прямом сигнале, что сохраняет важность фазы. Коэффициент разницы сигнала также составляет два. Ток выходя из усилителя лишь изменяет амплитуду. Такая схема также довольно простая и популярная, она имеет сопротивление. Для нее используется формула k=1+(R2/R1). И исходя из этого, можно заметить, что усиление меньше единицы быть не может.

Неинвертирующие усилители

Схема вычитания


Такая схема может создать неодинаковые по значениям сигналы, их можно усиливать. Эта схема имеет еще одно название – дифференциальная. Она состоит из усложненной конструкции и к ней применяется формула Uab=(R3/R1)*(Ua-Ub).

Схема сложения

Эта схема противоположная предыдущей схеме, она может обрабатывать сразу несколько входящих сигналов, по похожему методу работают звуковые микшеры. С этой схемой можно суммировать сигналы за формулой U=-R((U1/R1)+(U2/R2)+(U3/R3)+(Un/Rn).

Схема интегратора





Если добавить в простую схему обратную связь и конденсатор (не обязательно) получится интегратор. Такая схема похожа по устройству на первую рассмотренную схему, но при добавлении обратной связи вся система начинает зависеть от входящего сигнала. Такой усилитель отличается переходами сигналов с одной формы в другую. Также, интегратор может быть фильтром для пониженных частот.

Схема интегратора

Схема дифференциатора

Эта схема равна обратной интегратора. От количества входящего тока зависит усиление, такая характеристика способствует использованию устройств с подобной системой для фильтрации повышенных частот.

Схема дифференциатора

Аналоговый компаратор

Компаратор способен переводить частоты, сторона перевода зависит от уровня напряжения. Компаратор используется в аналоговых системах. Схема не подразумевает наличие обратной связи, из-за этого она имеет высокое сопротивление. На позитивный полюс поступает сигнал, а на негативный энергия. Так как, обратная связь отсутствует, усиление может длиться и достигать бесконечного числа. Такая система может сбоить в случаях, когда значения на полюсах приближаются к равным.

Аналоговый компаратор

 

На видео: Как работает операционный усилитель.




Рубрики:Технологии

Еще нет комментариев

Написать ответ

Сбросить