7. Beste Op-amp aplikazioak

ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

1-Inpedientea Circuit simulazioa

7.2 uneko uneko sorgailua

18 irudia - uneko sorgailuen menpekoa

Demagun utzi dezagun R_F = R_A. Ondoren, ekuazioa (47) adierazten du op-amp zirkuituaren sarrerako erresistentzia (marratxodun barnean sartuta) -R. Sarrerako zirkuitua erraztu daiteke 18 irudian (b) irudian erakusten den moduan. Kalkulatu nahi dugu i_kargatu, unekoa R_kargatu. Erresistentzia negatiboa den arren, Kirchhoff-en lege normalak oraindik ere aplikatzen dira, haien deribazioetan ezerk ez baititu erresistentzia positiboak suposatzen. Sarrerako korrontea, i_in, gero erresistentziak erresistentzia bakarrean konbinatuz topatuko dira, R_in.

(48)

Ondoren, uneko zatiketa-ratioa aplikatuko dugu uneko zatitzearen artean R_kargatu eta -R to lortu

(49)

Horregatik, op-amp zirkuituaren gehikuntzaren eragina karga korrontearen sarrerako tentsioaren proportzionala izatea da. Ez du kargaren erresistentziaren mende egongo, R_kargatu. Korrontea karga erresistentziaren aldaketekiko independentea da. Op-amp zirkuituaren karga-erresistentzia modu eraginkorrean kanporatzen da. Korrontea karga independentea denez, baina sarrera tentsioaren araberakoa da, hau deitzen diogu uneko sortzailea (edo tentsiora korronte bihurgailua).

Zirkuitu honen aplikazio askoren artean dago dc erregulatutako tentsio iturria. Utzi badugu v_in = E (konstante bat), unekoa R_kargatu konstantea aldaketekiko independentea da R_kargatu.

ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

2- Mendekoak egungo sorgailuen zirkuituaren simulazioa

7.3 uneko korronte-bihurgailua

19. irudia - Korronte-tentsio bihurgailua

(19) irudiko zirkuituak sarrerako korrontearen proportzionala den irteerako tentsioa sortzen du (hau ere ikus daiteke batasun-irabazia alderantzizko anplifikadorea). Zirkuitu hau aztertzen dugu op-amper idealen propietateak erabiliz. Sarrerako terminaletako tentsioak aurkitzen ditugu

(50)

Hori dela eta, irteerako tentsioa, v_out = -i_inR, sarrera korrontearen proportzionala da i_in.

ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

3- Oraingo eta Tentsioko bihurgailuen zirkuituaren simulazioa

7.4 Voltage to Current Converter

20 irudia - Tentsioko uneko bihurgailua

Irudiaren zirkuitua (20), tentsio-korronte bihurgailua da. Zirkuitu hau honela aztertzen dugu:

(51)

Ekuazioetatik (51) aurkitzen dugu

(52)

Hori dela eta, karga-korrontea karga-erresistentzia independentea da, R_kargatu, eta aplikatutako tentsioaren proportzionala da. v_in. Zirkuitu honek tentsio kontrolatutako korronte iturria garatzen du. Hala ere, zirkuitu honen arazo praktiko bat karga-erresistentziaren bukaeran ezin daiteke oinarri hartzea.

21 irudia - Tentsiorako korronte bihurgailua

Zirkuitu hau aztertzen dugu, honela nodoaren ekuazioak idatziz:

(53)

Azken berdintasuna Izan ere erabiltzen du v₊ = v_-. Ekuazio horietan bost ezezagunak daude (v₊, v_in, v_out, v, eta i_kargatu). Ezabatzen dugu v₊ v_out lortu,

(54)

Karga-unekoa, i_kargatukarga independentea da R_kargatu, eta tentsio desberdintasunaren funtzio bakarra da (v_in - v).

ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

4-Tentsioa uneko bihurgailuen zirkuituaren simulazioa

7.5 Inbertsiorako anplifikadorea inbertsio orokorrekin

22 irudia - Erresistentziaren inpedantzia orokorra erabiltzea

Ekuazioaren erlazioa (17) erraz hedatzen da erresistenteak ez diren osagaiak sartzeko R_j inpedantzia batek ordezkatzen du Z_j, eta R_F ordezkatzen du Z_F. Sarrera bakarra lortzeko, 22 irudian (a) erakusten den bezala, irteera murriztu egiten da

(55)

Maiztasunaren domeinuan ari garenez, letra maiuskulak erabiltzen ditugu tentsio eta korronteetarako, horrela ordezkatuz konplexutasun zabalerak.

Ekuazioan oinarritutako zirkuitu erabilgarria (55) da Miller integratzailea, 22 irudian (b) erakusten den moduan. Aplikazio honetan, feedback osagaia kondentsadore bat da. C, eta sarrera osagaia erresistentzia bat da, REta, beraz,

(56)

Ekuazioan (56), s  Laplace transform transformatzailea da. Seinale sinusoidaleetarako,  . Impedanteak ekuazioan (55) ordezten ditugunean, lortzen dugu

(57)

Maiztasun domeinu konplexuan 1 / s denboraren domeinuan integrazioa dagokio. Hau da Inverting integrator adierazpena zeinu negatiboa duelako. Horregatik da irteerako tentsioa

(58)

non v_out(0) hasierako baldintza da. Balioaren balioa v_out kondentsadoreen tentsio gisa garatzen da C, garai hartan t = 0. Aldagailua itxi egiten da kondentsadorea tentsioan kargatzeko v_out(0) eta gero at t = 0 etengailua irekita dago. Kontrolagailu elektronikoak erabiltzen ditugu, 16 kapituluan guztiz eztabaidatzen dena. Hasierako baldintza zero bada, etengailua uneko zero tentsioa berrezartzeko unean erabiltzen da t = 0.

23. irudia - alderantzizko bereizle baten adibidea

Feedback elementua erresistentzia bada, eta sarrerako elementua kondentsadore bat bada, irudian (23) erakusten den bezala, sarrera-irteerako erlazioa bihurtzen da

(59)

Denbora domeinuan, hau bihurtzen da

(60)
ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

5- Alderantzizko desberdintzaile zirkuituaren simulazioaren adibidea

Zirkuituaren gisa funtzionatzen du alderantzizko bereizitzailea. Kontuan izan sarrerako kondentsadorea, Z_a = 1 / sC, ez du bidea ematen dc. Honek ez dio eraginik emaitzaren eratorria zero dela. Sinpletasunagatik, idatzi seinale seinalea. Zuzentzea Ekuazioa (59) eta zirkuitu honetarako zenbakizko balioak ordezten ditugu

(61)

Zirkuitu tentsioa alderantzikatuta dago (180 ° shift) zirkuitu honen bidez eta gero eskalatu eta berriro desplazatzen du (90 ° the by the joperadorea) balioaren arabera RCS non .

Simulazioaren emaitzak irudian (24) erakusten dira.

24 irudia - Aldaketaren alderantzizko simulazio emaitzak

Sarrerako uhinaren formak 0.5 voltsetan hartzen du. Irteerako tentsioak 90 graduen atzerapen net bat du eta irteerako tentsioa 0.314 volt ingurukoa da. Honek onartzen du Ekuazioaren emaitza (61).

Olatuen formak ere erabil ditzakegu zirkuitu hau alderantzizko bereizle baten zeregina egiaztatzeko. Irteera uhinen sarrerako seinalearen malda konstantea dela adierazten du. Konstantea zirkuituaren tentsioko abantaila da. Sarrerako tentsioaren uhinaren aldaketa-tasa handiena zero gurutzatuan gertatzen da. Irteerako uhinaren gehienezko (edo gutxieneko) irteerako denbora dagokio. Puntu adierazgarri bat hautatzen baduzu, esaten denboran 0.5 ms, eta teknika grafikoak erabiliz, sarrerako tentsioaren uhinaren malda kalkulatuko dugu.

(62)

Aldaketa-tasa hau eskalatzea (hau da, ) zirkuituaren tentsioaren arabera, ekuazioaren arabera (60) espero dugun irteerako tentsio gailena izatea

(63)

7.6 Computer Analog aplikazioak

Atal honetan elkarren artean konektatutako op-amp zirkuituen erabilera aurkezten dugu, hala nola, uda eta integratzaileak, ekuazio diferentzialak konpontzeko erabiltzen den ordenagailu analogikoa eratzeko. Sistema fisiko askok ekuazio diferentzial linealek deskribatzen dute eta, beraz, sistemak ordenagailu analogiko baten laguntzaz azter daiteke.

25. irudia - Ordenagailu aplikazio analogikoa

Soluzio dezagun i (t) unekoa 25 irudiko zirkuituan. Sarrerako tentsioa gidatze funtzioa da eta hasierako baldintzak zero dira. Zirkuituaren ekuazio diferentziala honela idazten dugu:

(64)

Orain di / dt ebazteko, lortuko dugu

(65)

Badakigu t> 0rako,

(66)

Ekuazioa (65) -d / dt hiru terminoen arabera osatuta dagoela ikusten dugu, hau da, 26 irudian lehen anplifikadore integratzailearen sarreran aurkitzen dira.

26. irudia - 25. irudiaren konponbide informatiko analogikoa

Hiru terminoak honela aurkitzen dira:

1. -V (t) / L gidatze funtzioa v (t) igarotzean igarotakoan igarotako uda (Uda) irabazi egiten da, 1 / L.
2. Ri / L da lehenengo integratzailearen lehen anplifikadorearen (Integrator 1) irteera hartzen duena eta anplifikadorearen sarreran gehitzen da sentsazioko anplifikadorearen (Udako) irteerara.
3. Terminoa

(67)
bigarren integratzailearen (Integrator 2) irteera da. Ikurra aldatu egin behar denez, uda aldakorreko udako irabaziarekin bat egiten dugu.
Lehenengo integratzailearen irteera + i da, Ekuazioa (66) ikusita. Ekuazio diferentzialaren konstanteak ordenagailu analogikoaren erresistentzia eta kondentsadoreak behar bezala aukeratuz ezarriko dira. Zero hasierako baldintzak kondentsadoreen bidez aldatzen dira, 22 irudian (b) irudian erakusten den moduan.

7.7 Inbertsiorik gabeko Miller Integrator

27 irudia - Inbertsiorik gabeko integratzailea

Aurreko ataleko egungo sorgailuaren menpeko aldaketa erabiltzen dugu alderantzizko integratzailea garatzeko. Zirkuituak 27 irudian erakusten den moduan konfiguratuta dago.
21 irudiaren zirkuituaren antzekoa da, baina karga-erresistentzia kapazitentzia batek ordeztu du. Gaur egungo Iload aurkitzen dugu. Alderantzizko tentsioa, V-, Vo eta V-ren arteko tentsioko zatiketatik aurkitu da:

(68)

V + = V- denez, konpondu eta aurkitzen dugu
IL = Vin / R. Apuntatu hori

(69)

non Laplace transform transformatzailea den. Vout / Vin funtzioa da

(70)

Beraz, denbora-domeinuan dugu

(71)

Beraz, zirkuituak inbertsiorik gabeko integratzailea da.

ESKAERA

Aztertu honako zirkuitua linean TINACloud zirkuitu simulatzailearekin beheko estekan klik eginez.

6-Inverting Non Inverting Circuit Simulazioa

LABURPENA

Operadoreen anplifikadorea sistema elektronikoetarako eraikuntza oso erabilgarria da. Benetako anplifikadoreak funtzionamendu handiko anplifikadorea eta ia sarrera inpedantzia ia infinitu gisa funtzionatzen du ia. Horregatik, zirkuituaren osagaiak tratatzen ditugun bezala tratatu ahal izango dugu. Hau da, anplifikadorea konfigurazio erabilgarrietan sartu ahal izango dugu, barne funtzionamendua eta ezaugarri elektronikoak aztertu aurretik. Terminalaren ezaugarriak ezagutuz gero, anplifikadoreak eta beste zirkuitu erabilgarria konfiguratu ahal izango ditugu.
Kapitulu honek operazioren hobekuntza ezin hobea aztertzen hasi zen, eta zirkuitu baliokideko ereduak garatu ziren, mendeko iturriak erabiliz. Kapitulu honetan hasieran ikasi genituen menpekotasun iturriak testu honetan aztertzen ditugun gailu elektronikoetako zirkuitu baliokidearen eraikuntza dira.
Ondoren, beharrezkoak ziren kanpoko konexioak aztertu ditugu op-amp anplifikadorea, alderantzizko inbertsiora eta sarrera anplifikadorea bihurtzeko. Diseinu teknika egoki bat garatu genuen aldi berean aldibereko ekuazioen sistema konpontzeko beharra.
Azkenean, ikusi genuen op-amp nola erabili zitekeen zirkuitu konplexu ugariagoak eraikitzeko, baita inpedanteak (efektu positiboak ezeztatzeko erabil daitezkeen zirkuituak), integratzaileak eta diferentziatzaileek ere.

AURREKOA- EZAZU. OP-AMP ZIRKUITUEN DISEINUA

NEXT-1. Op-amper idealak