1. Ideal op-amps
Cari - 1. İdeal op-amperlər
ÖNCEKİ - İdeal əməliyyat amplifikatörləri Giriş
Ideal op-amps
Bu bölmə bir istifadə edir sistemləri Ideal Operational Amplifiers'in əsaslarını təqdim etmək üçün yanaşma. Beləliklə, op-ampin giriş və çıxış terminalleri olan blok kimi qiymətləndiririk. Hal-hazırda op-amp daxilində fərdi elektron cihazlarla əlaqəli deyil.
Bir op-amp həm müsbət, həm də mənfi tədarük gərginliyi ilə gücləndirən gücləndiricidir. Bu, çıxış zolağının yerin potensialının yuxarı və aşağı hissəsində salınmasına imkan verir. Op-amp çox lineer elektron sistemlərdə geniş tətbiqi tapır.
Adı əməliyyat amplifier op-amp sxemlərinin orijinal istifadələrindən birindən alınır; riyazi olaraq çıxış etmək əməliyyatları Analoq kompyuterlərdə. Bu ənənəvi tətbiq bu fəsildə daha sonra müzakirə olunur. Erkən op-amps tək bir inverting girişini istifadə etdi. Girişdə pozitiv gerilim dəyişməsi çıxdıqda mənfi bir dəyişməyə səbəb oldu.
Beləliklə, op-ampin işini başa düşmək üçün ilk növbədə op-amp modelinin əsasını təşkil edəndən sonra nəzarət olunan (asılı) mənbələr konsepsiyası ilə tanış olmaq lazımdır.
1.1 Bağlı mənbələr
Bağımlı (və ya nəzarət edilmiş) mənbələr dövrədə başqa bir yerdə mövcud olan bir gərginlik və ya cərəyanla təyin olunan bir gərginlik və ya cərəyan yaradır. Əksinə, passiv qurğular dövrənin eyni yerində mövcud olan bir gərginlik və ya cərəyanla təyin olunan bir gərginlik və ya cərəyan istehsal edir. Həm müstəqil, həm də asılı olan gərginlik və cari mənbələr aktiv elementlərdir. Yəni, bəzi xarici cihazlara güc çatdırmaq qabiliyyəti var. Pasif elementlər enerji istehsal etməyə qadir deyil, baxmayaraq ki, onlar daha sonra çatdırmaq üçün enerji saxlaya bilərlər, məsələn, kondansatörler və induktorlar üçün olduğu kimi.
Aşağıdakı rəqəm, dövr analizində tez-tez istifadə olunan gücləndirici bir cihazın bərabər dövrə konfiqurasiyasını əks etdirir. Ən doğru
müqavimət yükdür. Bu sistemin gərginliyini və cari mənfəətini tapacağıq. Gərginlik artımı, Av çıxış voltajının giriş gərginliyinə nisbəti kimi müəyyən edilir. Eyni şəkildə, cari mənfəət, Ai çıxış cari çıxış cari nisbəti.
Şəkil 1 - Bərk dövlət gücləndirici qurğunun bərabər dövrəsi
Giriş akimi:
İkinci müqavimətdə olan cari, i1, birbaşa Ohm qanunundan tapılmışdır:
(2)
Çıxış gərginliyi daha sonra verilir:
(3)
Denklemde (3) ‖ rezistorların paralel birləşməsini göstərir. Çıxış axını birbaşa Ohm qanunundan tapılır.
(4)
Gərginlik və cari mənfəətlər bu nisbətlərin formalaşdırılması yolu ilə aşkar edilir:
(5)
(6)
1.2 Əməliyyat gücləndiricisinə bərabər dövrə
Şəkil 2 - Əməliyyat gücləndiricisi və bərabər dövrə
F2-nı dəyişdirin (A) əməliyyat kuvvetlendiricisi üçün simvol təqdim edir və Şəkil 2 (b) özünə bərabər dövrəni göstərir. Giriş terminalları var v+ və v-. Çıxış terminalı vhəyata. Enerji təchizatı əlaqələri +V, -V və yer terminalları. Enerji təchizatı əlaqələri tez-tez olur sxematik təsvirlərdən kənarlaşdırıldı. Çıxış gərginliyinin dəyəri məhduddur +V və -V çünki onlar dövrdə ən müsbət və mənfi gərginliklərdir.
Modelin gərginliyi arasındakı giriş voltajının fərqinə asılı olan asılı bir gerilim qaynağı var v+ və v-. İki giriş terminallı kimi tanınır qeyri-inverting və inverting girişlər sırasıyla. İdeal olaraq, gücləndirici çıxışı iki giriş voltajının ölçüsündən asılı deyil, ancaq onların arasındakı fərqə əsaslanır. Biz müəyyən edirik diferensial giriş gərginliyi, vd, fərqi olaraq,
(7)
Çıxış gərginliyi diferensial giriş gərginliyinə mütənasibdir və biz nisbəti açıq loop mənfəət olaraq təyin edirik. Beləliklə, çıxış gərginliyi
(8)
Məsələn, bir giriş 
(E ümumiyyətlə, kiçik bir amplitudadır) ters çevrilmiş terminal ilə toplanaraq qeyri-inverting girişinə tətbiq edilir 
çıxdı. Tənzimlənməyən terminalı topraklanmış olan inverting girişinə eyni mənbə sinyali tətbiq edildikdə, çıxış olur 
.
Op-ampin giriş empedansı Şəkil 2 (b) -də bir müqavimət olaraq göstərilir.
Çıxış empedansı bu rəqəmə bir müqavimət olaraq təqdim edilir.
Ideal əməliyyat gücləndiricisi aşağıdakı kimi xarakterizə olunur:
Bunlar ümumiyyətlə real op-amp parametrlərinə yaxşı yanaşmalardır. Real op-amplərin tipik parametrləri aşağıdakılardır:
Real op-ampsə yaxınlaşmaq üçün ideal op-amps istifadə edərək, beləliklə circuit analiz üçün dəyərli bir sadələşdirmədir.
Açıq loop qazancının sonsuzluğunun təsiri ilə əlaqələndirək. Əgər bərabərliyi yenidən yazırsaq (8) 
aşağıdakı kimi olmuşdur:
(9)
və icazə verin G yanaşma sonsuzluğunu görürük
(10)
Çıxış geriliminin sonsuz olmağına diqqət yetirərək tənlik (10) nəticələri. Çıxış gərginliyinin dəyəri müsbət və mənfi enerji təchizatı dəyərləri ilə məhdudlaşır. Denklem (10) iki terminalındakı gərginliklərin eyni olduğunu göstərir:
(11)
Buna görə də, Equation (Equation) bərabərliyi (11) bizə giriş terminalları arasında virtual qısa bir dövr olduğunu söyləmək üçün bizə gətirib çıxarır.
Ideal op-ampin giriş müqavimətinin sonsuz olduğu üçün, hər bir girişə daxil olan cərəyan, cərəyan edən terminal və qeyri-inverting terminal sıfırdır.
Həqiqi op-amps xətti bir amplifikasiya rejimində istifadə edildikdə, gəlir çox böyükdür və Equation (11) yaxşı bir təxmindir. Lakin, real op-amps üçün bir neçə ərizə cihazı qeyri-xətti rejimdə istifadə edir. Denklemin (11) yaxınlaşması bu sxemlər üçün etibarlı deyil.
Praktik op-amplərin yüksək gərginlik qazancına baxmayaraq, bu gəlir tezliyi ilə dəyişir. Bu səbəbdən, bir op-amp normal olaraq Şəkil 2 (a) -da göstərilən formada istifadə edilmir. Bu konfiqurasiya açıq loop kimi tanınır, çünki çıxışdan girişə heç bir geribildirim yoxdur. Daha sonra görürük ki, açıq-loop konfiqurasiya komparator proqramları üçün faydalı olsa da, lineer tətbiqlər üçün daha geniş yayılmış konfiqurasiya geribildirimlə bağlı olan qapalı çevrədir.
Xarici elementlər giriş siqnalının bir hissəsini girişə "əks" etmək üçün istifadə olunur. Geribildirim elementləri çıxış və tərs giriş daxilində yerləşdirilirsə, çıxışın bir hissəsi girişdən çıxardığından qapalı dövr qazancı azalır. Daha sonra görərik ki, geribildirim nəinki ümumi qazancı azaldır, eyni zamanda G-nin dəyərinə daha az həssas olur. amper gərginliyi, G. Əslində qapalı dövr qazancı G-nin dəyərindən mahiyyətlidir, yalnız xarici dövrə elementlərinin dəyərlərindən asılıdır.
Şəkil (3) bir mərhələdə salam geribildirim op-amp devresini göstərir.
Şəkil 3- Inverting op-amp
Buna görə də bu dövrəni növbəti hissədə təhlil edəcəyik. İndi qeyd edin ki, tək bir rezistor, RF, çıxış gərginliyini bağlamaq üçün istifadə olunur, vhəyata inverting girişinə, v-.
Digər bir müqavimət, Ra inverting girişindən bağlıdır, v-, giriş voltajına, va. Üçüncü müqavimət, R qeyri-inverting giriş və torpaq arasında yerləşdirilir.
Op-amps, rezistorlar və kondansatörləri istifadə edən sxemlər toplama, çıxarma, inteqrasiya, fərqləndirmə, süzgələşdirmə, müqayisə etmək və gücləndirmək kimi bir çox faydalı əməliyyatlar yerinə yetirmək üçün konfiqurasiya edilə bilər.
1.3 Təhlil metodu
İki mühüm ideal op-amp xüsusiyyətindən istifadə edərək sxemləri təhlil edirik:
- Arasında gərginlik v+ və v- sıfır və ya v+ = v-.
- Həm də cari v+ və v- terminal sıfırdır.
Bu sadə müşahidələr hər hansı bir ideal op-amp dövrünü aşağıdakı kimi təhlil etmək proseduruna gətirib çıxarır:
- Qeyri-invertasiya terminalında Kirchhoff cari hüquq node tənlik yazmaq, v+.
- Inverting terminalı Kirchhoff cari hüquq node tənlik yazın, v-.
- Set v+ = v- istənilən qapalı döngə qazancları üçün həll olunmalıdır.
Kirchhoff qanunlarını tətbiq edərkən, hər ikisinin də içində olduğunu unutmayın v+ və v- terminal sıfırdır.