7. სხვა Op-amp აპლიკაციები

განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

1- ნეგატიური წინაღობის სქემის სიმულაცია

XXX დამოკიდებული-მიმდინარე გენერატორი

დიაგრამა 18 - დამოკიდებული მიმდინარე გენერატორი

დავუშვათ, დავუშვებთ R_F = რ_A. განტოლება (47) შემდეგ მიუთითებს, რომ შეყვანის წინააღმდეგობა op-amp circuit (თანდართული dashed ყუთში) არის -R. შეყვანის ჩართვა შეიძლება გამარტივებულ იქნეს როგორც ნახაზზე 18 (ბ). ჩვენ გვინდა გამოვთვალოთ i_{ჩატვირთვა}, მიმდინარე R_{ჩატვირთვა}. მიუხედავად იმისა, რომ წინააღმდეგობა უარყოფითია, Kirchhoff- ის ნორმალური კანონები მაინც მოქმედებს, რადგან მათ წარმოებაში არაფერია პოზიტიური წინააღმდეგობის გაწევა. შეყვანის მიმდინარე, i_in, შემდეგ აღმოაჩინა შერწყმით წინააღმდეგობების ერთ resistor, R_in.

(48)

ჩვენ შემდეგ ვრცელდება მიმდინარე divider თანაფარდობა მიმდინარე გაყოფილი შორის R_{ჩატვირთვა} და -R მიიღოს

(49)

ამრიგად, op-amp circuit- ის დამატებით განხორციელების ეფექტია შეყვანა ძაბვის შეყვანის პროპორციულად. ეს არ არის დამოკიდებული დატვირთვის წინააღმდეგობის ღირებულებაზე, R_{ჩატვირთვა}. ამჟამინდელი მდგომარეობიდან გამომდინარე, ცვლილებებისგან დამოუკიდებელი ცვლილებებია. Op-amp circuit ეფექტურად აუქმებს დატვირთვის წინააღმდეგობას. მას შემდეგ, რაც მიმდინარე არის დამოუკიდებელი დატვირთვა მაგრამ დამოკიდებულია მხოლოდ შეყვანის ძაბვის, ჩვენ მოვუწოდებთ ამ მიმდინარე გენერატორი (ან ძაბვის- to- მიმდინარე კონვერტორი).

ამ წრეებში ბევრი განცხადებაა dc რეგულირდება ძაბვის წყარო. თუ დავუშვებთ v_in = E (მუდმივი), მიმდინარე მეშვეობით R_{ჩატვირთვა} არის მუდმივი დამოუკიდებელი ვარიაციები R_{ჩატვირთვა}.

განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

2- დამოკიდებული მიმდინარე გენერატორი Circuit სიმულაცია

7.3 აქტუალური- to- ძაბვის კონვერტორი

სურათი 19 - დენის – ძაბვის გადამყვანი

ფიგურის (19) წრე აწარმოებს გამომავალ ძაბვას, რომელიც შეყვანის დენის პროპორციულია (ეს ასევე შეიძლება განვიხილოთ როგორც a ერთიანობა-გაზრდა გამაძლიერებელი გამაძლიერებელი) ჩვენ ვაანალიზებთ ამ სქემას იდეალური op-amps თვისებების გამოყენებით. ჩვენ ვპოულობთ ძაბვას შესასვლელი ტერმინალების მოსაძებნად

(50)

აქედან გამომდინარე, გამომავალი ძაბვა, v_{გარეთ} = -i_inR, არის შეყვანის მიმდინარე პროპორციული, i_in.

განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

3- აქტუალური ძაბვის კონვერტორი Circuit სიმულაციური

ძაბვის- to- აქტუალური კონვერტორი

ნახაზი 20 - ძაბვის მიმდინარე კონვერტორი

სქემა (20), არის ძაბვის- to-current კონვერტორი. ჩვენ გავაანალიზებთ ამ ჩართვას შემდეგნაირად:

(51)

მდებარეობა განტოლება (51) ჩვენ ვხედავთ,

(52)

აქედან გამომდინარე, დატვირთვის მიმდინარეობა დამოუკიდებელია ტვირთის გადატვირთვისაგან, R_{ჩატვირთვა}, და პროპორციულია გამოყენებული ძაბვის, v_in. ეს წრე ვითარდება ძაბვის კონტროლირებადი მიმდინარე წყარო. თუმცა, ამ მიკროსქემის პრაქტიკული ხარვეზი არის ის, რომ დატვირთვის თავიდან აცილების დასრულება არ შეიძლება.

ნახაზი 21 - ძაბვის- to-current კონვერტორი

ჩვენ გავაანალიზებთ ამ მიკროსქემის შედგენას, შემდეგნაირად:

(53)

ბოლო თანასწორობა იყენებს იმ ფაქტს, რომ v₊ = v_-. ამ განტოლებებში არის ხუთი უცნობიv₊, v_in, v_{გარეთ}, vდა i_{ჩატვირთვა}). ჩვენ აღმოფხვრა v₊ მდე v_{გარეთ} მიიღოს,

(54)

დატვირთვის მიმდინარეობა, i_{ჩატვირთვა}, არის დატვირთვის დამოუკიდებელი, R_{ჩატვირთვა}, და მხოლოდ ფუნქცია ძაბვის სხვაობა, (v_in - ვ).

განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

4- ძაბვის აქტუალური კონვერტორი Circuit სიმულაციური

7.5 ინვერტორული გამაძლიერებელი განზოგადებული იმპერიანებით

სურათი 22 - წინააღმდეგობის გაწევა განზოგადებული განზავების გამოყენება

განტოლების ურთიერთობას (17) ადვილად ვრცელდება იმ შემთხვევაში, თუ არ არსებობს რეზისტენტული კომპონენტები R_j შეიცვლება წინაღობა, Z_jდა R_F შეიცვალა Z_F. ერთი შეყვანისთვის, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 22 (a), გამოსავალი ამცირებს

(55)

მას შემდეგ, რაც ჩვენ ვატარებთ სიხშირეს დომენს, ჩვენ ვიყენებთ ზედა ასოებს ძაბვისა და დენებისაგან, რაც წარმოადგენს რთული amplitudes.

ერთი სასარგებლო სქემა განტოლებაზე (55) არის მილერი ინტეგრატორი, როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე 22 (ბ). ამ განაცხადში, feedback კომპონენტი არის capacitor, C, და შეყვანის კომპონენტი არის resistor, R, ასე რომ,

(56)

განტოლებაში (56), s  არის ლაპლასის ტრანსფორმატორი ოპერატორი. სინუსოიდული სიგნალებისთვის,  . როდესაც ჩვენ ამ წინაპირობების განტოლებაში შეიყვანთ (55), ჩვენ ვიღებთ

(57)

კომპლექსის სიხშირის დომენში, 1 / წ შეესაბამება ინტეგრაციას დროის დომენში. Ეს არის inverting ინტეგრატორი რადგან გამოხატულება შეიცავს უარყოფით ნიშანს. აქედან გამომდინარე, გამომავალი ძაბვაა

(58)

სადაც v_{გარეთ}(0) თავდაპირველი მდგომარეობაა. ღირებულება v_{გარეთ} ვითარდება, როგორც ძაბვის მასშტაბით capacitor, C, დროულად t = 0. გადართვა დახურულია კარადატორისთვის ძაბვისთვის v_{გარეთ}(0) და შემდეგ t = ფანჯარა გახსნილია. ჩვენ ვიყენებთ ელექტრონული კონცენტრატებს, რომლებიც უფრო დეტალურად განვიხილავთ თავი 0. იმ შემთხვევაში, თუ საწყისი მდგომარეობა ნულოვანია, შეცვლა კვლავ გამოიყენება ინტეგრატორის გადატვირთვისას ნულოვანი გამომავალი ძაბვის დროს t = 0.

სურათი 23 - ინვერსიული დიფერენციატორის მაგალითი

თუ უკუკავშირის ელემენტი არის resistor, და შეყვანის ელემენტი არის capacitor, როგორც ნაჩვენებია ნახაზში (23), შეყვანის გამომავალი ურთიერთობა ხდება

(59)

ამ დროს დომენი, ეს ხდება

(60)
განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

5- მაგალითი ინვერსიის დიფერენციტორის სიმულაციური სიმულაციის მაგალითზე

წრიული ფუნქციონირებს დიფერენციტორის შეცვლა. გაითვალისწინეთ, რომ შეყვანის capacitor, Z_a = 1 / sC, არ უზრუნველყოფს გზას dc. ეს არ იმოქმედებს შედეგზე, ვინაიდან მუდმივი დერივატივაა ნულოვანი. სიმარტივისთვის, გამოვიყენოთ სინუსოიდული შეყვანის სიგნალი. ამორტიზაციის განტოლების (59) განტოლება და ამ წრედის რიცხვითი მნიშვნელობის ჩანაცვლება

(61)

შეყვანის ძაბვა არის ინვერსიული (180 ° ცვლა) ამ წრიდან და შემდეგ განზავებულია და კვლავ გადავიდა (90 ° j-ოპერატორი) ღირებულებით RCs სადაც .

სიმულაციის შედეგები ნაჩვენებია ნახაზში (24).

დიაგრამა 24 - სიმულაციური შედეგები დიფერენციტორის ინვერსიისთვის

შეყვანის ტალღის მწვერვალები 0.5 ვოლტებზე. გამომავალი ძაბვა აქვს 90 გრადუსის მოცულობის გადატანის (დაგვიანებით) და გამომავალი ძაბვის მწვერვალებზე დაახლოებით 0.314 ვოლტებზე. ეს არის კარგი შეთანხმება განტოლების შედეგად (61).

ჩვენ ასევე შეგვიძლია გამოვიყენოთ ტალღის ფორმები, რათა დავანახოთ, რომ ეს სქემა ასრულებს დივერსიის შემცვლელს. ჩვენ დავამტკიცებთ, რომ გამომავალი ტალღოვანი წარმოადგენს მუდმივი შეყვანის სიგანის პერიოდს. მუდმივი არის წრედების ძაბვის მომატება. შეყვანის ძაბვის ტალღის ცვლილების უდიდესი მაჩვენებელია მისი ნულოვანი გადაკვეთისას. ეს შეესაბამება იმ დროს, რომ გამომავალი ტალღა აღწევს მაქსიმუმს (ან მინიმუმს). წარმომადგენლობითი წერტილის მიღებაზე, დროულად ვამბობთ 0.5 ms და გრაფიკული ტექნიკის გამოყენებით, ჩვენ გამოვთვათ შეყვანის ძაბვის ტალღის ფერდობზე

(62)

ცვლილების ამ მაჩვენებლის შეფასება (ანუ, ) წრიული ძაბვის მოგება განტოლების მიხედვით (60) ჩვენ ველით პიკი გამომავალი ძაბვის იყოს

(63)

ანალოგური კომპიუტერული პროგრამები

ამ ნაწილში წარმოგიდგენთ ერთმანეთთან დაკავშირებულ ოპ- AMP- ს წრეების გამოყენებას, როგორიცაა ზაფხული და ინტეგრატორები, შექმნან ანალოგური კომპიუტერი, რომელიც გამოიყენება დიფერენციალური განტოლებების მოსაგვარებლად. ბევრი ფიზიკური სისტემა აღწერილია წრფივი დიფერენციალური განტოლებებით და ამდენად, სისტემა შეიძლება ანალიზი ანალოგი კომპიუტერის დახმარებით.

სურათი 25 - ანალოგური კომპიუტერული პროგრამა

მოდით განვსაზღვროთ მიმდინარე, i (t), დიაგრამა 25. შეყვანის ძაბვა არის მართვის ფუნქცია და საწყისი პირობები ნულიანია. ჩვენ წერენ დიფერენციალური განტოლების წრედ შემდეგნაირად:

(64)

ახლა გადაწყდება di / dt, ჩვენ ვიღებთ

(65)

ჩვენ ვიცით, რომ t> 0,

(66)

განტოლებადან (65) ვხედავთ, რომ -di / dt ჩამოყალიბებულია სამივე ტერმინით, რომელიც მოცემულია ნახაზზე 26- ში შეყვანისას პირველი ინტეგრაციის გამაძლიერებელი.

სურათი 26 - ანალოგური კომპიუტერული ამოხსნა 25-ისთვის

სამი ტერმინი გვხვდება შემდეგნაირად:

1. მამოძრავებელი ფუნქცია, - ვ (t) / ლ, იქმნება v (t) გავლით ინვერსიული ზაფხულის მეშვეობით (ზაფხული), 1 / L.
2. Ri / L იქმნება პირველი ინტეგრირებული გამაძლიერებელი (ინტეგრატორი 1) გამოყოფით და შეავსებს მას გამაძლიერებელ შეყვანაში შეჯამების შემაჯამებელი გამაძლიერებელი (საზაფხულო).
3. Ტერმინი

(67)
არის მეორე ინტეგრატორის გამომუშავება (ინტეგრატორი 2). მას შემდეგ, რაც ნიშანი უნდა შეიცვალოს, ჩვენ დავუმატებთ ერთიანობას მოგების ზაფხულში (ზაფხული).
პირველი ინტეგრატორის გამომუშავებაა + I, როგორც ჩანს განტოლება (66). დიფერენციალური განტოლების მუდმივები განპირობებულია ანალოგური კომპიუტერის რეზისტენტებისა და მაკონტროლებლების სათანადო შერჩევით. ნულოვანი საწყის პირობები ხორციელდება კონცენტრატორები მთელ კაპიტატორებზე, როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე 22 (b).

არაინვატორიული მილერის ინტეგრატორი

ფიგურა 27 - უწყვეტი ინტეგრატორი

ჩვენ ვიყენებთ წინა მონაკვეთის დამოკიდებული მიმდინარე გენერატორის მოდიფიკაციას, რათა განავითაროს არასამთავრობო ინვერტორული ინტეგრატორი. ჩართვა ჩართულია როგორც ნახაზზე 27.
ეს იგივეა, როგორიც სქემა 21, მაგრამ დატვირთვის წინააღმდეგობის შეიცვალა capacitance. ჩვენ ახლა მოვძებნით მიმდინარე, Iload. Vo და V- ს შორის ძაბვის დივიზიიდან ვოლტაჟი, V- ი იხსნება:

(68)

მას შემდეგ, რაც V + = V-, ჩვენ გადავწყვიტეთ და მოვძებნოთ
IL = ვინ / რ. Გაითვალისწინე

(69)

სადაც s არის Laplace transformer ოპერატორი. Vout / Vin ფუნქცია მაშინ

(70)

ამდენად, იმ დროს დომენი გვაქვს

(71)

წრიული არის არასამთავრობო ინვერტორული ინტეგრატორი.

განაცხადის

ქვემოთ მოყვანილი ბმულზე დაწკაპუნებით, TINACloud circuit simulator- თან ერთად ანალიზი.

6- არა ინვერტორული ინტეგრატორი Circuit სიმულაციური

შემაჯამებელი

საოპერაციო გამაძლიერებელი ელექტრონული სისტემების ძალიან სასარგებლო სამშენებლო ბლოკია. რეალური გამაძლიერებელი მუშაობს როგორც იდეალური გამაძლიერებელი, ძალიან მაღალი მოგება და თითქმის უსასრულო შეყვანის წინაღობა. ამ მიზეზით, ჩვენ შეგვიძლია მკურნალობა იგივე გზით ჩვენ მკურნალობა მიკროსქემის კომპონენტები. ანუ, ჩვენ შეგვიძლია შევიცნოთ გამაძლიერებელი მექანიზმებისთვის სასარგებლო კონფიგურაციებში, რათა შეისწავლოს შიდა ოპერაცია და ელექტრონული მახასიათებლები. ტერმინალური მახასიათებლების აღიარებით, ჩვენ შეგვიძლია კონფიგურაციის გამაძლიერებლები და სხვა სასარგებლო სქემები.
ეს თავი დაიწყო იდეალური საოპერაციო გამაძლიერებლის ანალიზით და ეკვივალენტური მიკროსქემის მოდელების შემუშავებით. ამ მუხლში ადრე შესწავლილი წყაროები ქმნიან ეკვივალენტური სქემების სამშენებლო ბლოკებს, რომლებიც ამ ტექსტში შევისწავლიან ბევრ ელექტრონულ მოწყობილობას.
ჩვენ მაშინ შესწავლილი გარე კავშირები საჭიროა, რათა op-amp შევიდა inverting გამაძლიერებელი, არასამთავრობო inverting გამაძლიერებელი და მრავალჯერადი შეყვანის გამაძლიერებელი. ჩვენ შემუშავდა მოსახერხებელი დიზაინის ტექნიკა, რომელიც აღმოფხვრის საჭიროება ერთდროულად განტოლებების დიდი სისტემების გადაჭრის აუცილებლობას.
საბოლოოდ, დავინახეთ, თუ როგორ შეიძლება გამოყენებული იქნას ოპტიმიზაცია სხვადასხვა კომპლექსური სქემით, მათ შორის სქემები, რომლებიც ექვემდებარებიან ნეგატიურ დაბრკოლებებს (რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პოზიტიური წინაპირობების შედეგების გაუქმებაზე), ინტეგრატორები და დიფერენცირება.

PREVIOUS- 6. OP-AMP ტიპების დიზაინი

NEXT- დან. იდეალური ოპ-amps