Operacinis stiprintuvas (sutrumpintai operacinis stiprintuvas) yra tiesiogiai sujungtas, diferencinio režimo įėjimo, paprastai vienpusis išėjimo didelio stiprinimo įtampos stiprintuvas. Jis gali generuoti išėjimo potencialą (žemės atžvilgiu), kuris yra šimtus tūkstančių kartų didesnis už potencialų skirtumą įėjime. Jis gavo savo pavadinimą, nes iš pradžių daugiausia buvo naudojamas analoginėse skaičiavimo grandinėse, tokiose kaip sudėties ir atimties operacijos.

Operacinio stiprintuvo veikimo principas

Operacinio stiprintuvo diferencialinė įėjimo įtampa apima neinvertuojančią įėjimo įtampą ir invertuojančią įėjimo įtampą. Idealus operacinis stiprintuvas sustiprina tik skirtumą tarp dviejų įtampų, kuris vadinamas diferencialinio režimo įėjimo įtampa. Operacinio stiprintuvo išėjimo įtampa apskaičiuojama pagal šią formulę:

Višėjimas = (V+ - V-) * Ado

kur Ado yra operacinio stiprintuvo atvirosios grandinės diferencinis stiprinimas.

Idealus operacinis stiprintuvas

Idealus operacinis stiprintuvas paprastai turi šias charakteristikas:

1. Begalinis atvirosios kilpos stiprinimas (Ado = +∞): Svarbi idealaus operacinio stiprintuvo savybė yra ta, kad atvirosios kilpos būsenoje diferencialinis signalas įėjime turi be galo didelį įtampos stiprinimą, todėl operacinis stiprintuvas labai tinka neigiamo grįžtamojo ryšio konfigūracijai praktiniame pritaikyme.

2. Begalinė įėjimo varža (Zin/Rin = ∞): Idealaus operacinio stiprintuvo įėjimo gnybtai nepraleidžia jokios srovės, t. y. srovės signalai V+ ir V- gnybtuose visada lygūs nuliui, o tai reiškia, kad įėjimo varža yra begalinė.

3. Nulinė įėjimo poslinkio įtampa

4. Begalinis pralaidumas (BW = ∞) su nuliniu fazės poslinkiu ir begaliniu poslinkio greičiu: Idealus operacinis stiprintuvas sustiprins bet kokio dažnio įvesties signalus su tuo pačiu diferenciniu stiprinimu, nekeisdamas dėl signalo dažnio pasikeitimo.

5. Nulinė išėjimo varža (Zout/Rout = 0): Idealaus operacinio stiprintuvo išėjimo gnybtas yra idealus įtampos šaltinis. Nesvarbu, kaip keičiasi į stiprintuvo apkrovą tekanti srovė, stiprintuvo išėjimo įtampa išlieka pastovi, t. y. išėjimo varža lygi nuliui.

6. Nulinis triukšmas

7. Begalinis bendrojo režimo slopinimo koeficientas (CMRR = ∞): Idealus operacinis stiprintuvas gali reaguoti tik į įtampos skirtumą tarp V+ ir V- gnybtų, t. y. jis sustiprina tik (V+ - V-) dalį. Bendroji dviejų įėjimo signalų dalis (t. y. bendrojo režimo signalas) yra visiškai ignoruojama.

8. Begalinis maitinimo šaltinio atmetimo santykis

Visų šių idealizacijų neįmanoma iki galo įgyvendinti. Operacinio stiprintuvo modelyje galima naudoti ekvivalentinius rezistorius ir kondensatorius, kad būtų imituojami ne begaliniai arba ne nuliniai realaus operacinio stiprintuvo parametrai. Tokiu būdu projektuotojai gali atsižvelgti į šiuos veiksnius, vertindami bendrą galutinės grandinės našumą. Kai kurių parametrų poveikis galutiniam projektui gali būti nereikšmingas, tačiau reikia apskaičiuoti kitus parametrus, kurie iš tikrųjų riboja galutinį našumą.

Įprasti programų dizainai

(1) Apverčiamasis uždaros kilpos stiprintuvas

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta invertuojančio uždaros kilpos stiprintuvo grandinė. Darant prielaidą, kad šis uždaros kilpos stiprintuvas naudoja idealų operacinį stiprintuvą, dėl jo begalinio atviros kilpos stiprinimo koeficiento du operacinio stiprintuvo įėjimo gnybtai yra virtualūs įžeminti. Be to, kadangi įėjimo varža yra begalinė, srovė iš Vin į V- yra lygi srovei iš V- į Vout, taigi:

(2) Neinvertuojantis uždaros kilpos stiprintuvas

Paveikslėlyje parodyta neinvertuojančio uždaros grandinės stiprintuvo grandinė. Neigiamas grįžtamasis ryšys lemia uždaros grandinės stiprinimo koeficientą Acl=Vout/Vin per įtampos daliklio rezistorius Rf ir Rg. Balansas pasiekiamas, kai Vout pakanka, kad įtampa invertuojančiame gnybte būtų lygi Vin. Todėl visos grandinės įtampos stiprinimo koeficientas yra 1 + Rf/Rg. Išėjimo įtampos formulė yra:

(3) Priedas

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta sumatoriaus grandinė. Idealaus operacinio stiprintuvo sąlygomis, kadangi įėjimo varža yra begalinė, srovė per R1 yra lygi srovei per R2, ir panašiai srovė per R3 yra lygi srovei per R4. Taigi:

(V1-V+) / R1 = (V+ - V2) / R2

(Višėjimas-V-)/R3=V_/R4

Taip pat dėl virtualaus trumpojo jungimo yra: V+ = V_

Tada galima daryti išvadą, kad :Vout = V1 + V2

(4) Integratoriaus grandinė

Paveikslėlyje parodyta integratoriaus grandinė. Idealaus operacinio stiprintuvo sąlygomis atvirosios grandinės stiprinimo koeficientas yra begalinis, įtampa invertuojančiame įėjimo gnybte yra lygi įtampai neinvertuojančiame gnybte, o kadangi įėjimo varža yra begalinė, srovė per R1 yra lygi srovei per C1.

Srovė, tekanti per R1, i=V?/R?

Srovė, pratekanti per C1, i=C·dU⁻/dt

Taigi Vout = ((-1/(R₀·C₀)₈fV₀dt

Išėjimo įtampa yra proporcinga įėjimo įtampos integralui laikui bėgant, todėl ji vadinama integratorine grandine.

(5) Diferenciatoriaus grandinė

Paveikslėlyje pavaizduota diferenciatoriaus grandinė. Idealaus operacinio stiprintuvo sąlygomis atvirosios grandinės stiprinimo koeficientas yra begalinis, įtampa invertuojančiame įėjimo gnybte yra lygi įtampai neinvertuojančiame gnybte, o kadangi įėjimo varža yra begalinė, srovė per R1 yra lygi srovei per C1.

Jei V1 yra staiga prijungta nuolatinė įtampa, išėjimo įtampa Vout atitinka impulsą priešinga kryptimi nei V1.

„Slkor SL8634XS14“ bendrasis operacinis stiprintuvas SOP-14

Apie mus SLKOR:

SLKOR, kurios būstinė yra Šendžene, Kinijoje, yra sparčiai besivystanti nacionalinė aukštųjų technologijų įmonė, veikianti galios puslaidininkių sektoriuje. Jos tyrimų ir plėtros centrai yra Pekine ir Sudžou, o pagrindinė techninė komanda yra kilusi iš Tsinghua universiteto. Būdama silicio karbido (SiC) galios įtaisų technologijos novatore, SLKOR„“ produktai plačiai naudojami naujos energijos transporto priemonėse, fotovoltinės energijos gamyboje, pramoniniame daiktų internete ir plataus vartojimo elektronikoje, teikiant svarbiausius puslaidininkių sprendimus daugiau nei 10,000 XNUMX klientų visame pasaulyje.

Bendrovė kasmet pristato daugiau nei 2 milijardus vienetų, o jos SiC MOSFET tranzistoriai ir 5-osios kartos itin spartaus atkūrimo SBD diodai nustato pramonės standartus efektyvumo santykio ir terminio stabilumo srityse. SLKOR „Bendrovė turi daugiau nei 100 išradimų patentų ir siūlo daugiau nei 2,000 produktų modelių, nuolat plečiant savo intelektinės nuosavybės portfelį, apimantį maitinimo įrenginius, jutiklius ir energijos valdymo integrines grandines. Sertifikatai, įskaitant ISO 9001, ES RoHS/REACH ir CP65 atitiktį, rodo tvirtą įmonės įsipareigojimą technologinėms inovacijoms, taupiai gamybai ir tvariai plėtrai.