7. Бусад Оп-Програмын хэрэглээ

ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

1- сөрөг импульсийн симуляци

7.2 хамааралтай-Одоогийн үүсгүүр

Зураг 18 - Харьцангуй одоогийн генератор

Бид зөвшөөрдөг R_F = R_A. Тэгшитгэл (47) нь op-amp хэлхээний оролтын эсэргүүцэл (тасархай хайрцгаар хаалттай) -R. Оруулсан хэлхээг Зураг 18 (b) -д үзүүлсэн шиг хялбаршуулж болно. Бид тооцоолохыг хүсч байна i_{ачаалал}, одоогийн байгаа R_{ачаалал}. Эсэргүүцэл нь сөрөг боловч Кирхгофын ердийн хуулиуд хүчин төгөлдөр үйлчилдэг тул тэдгээрийн гарал үүсэл нь эерэг эсэргүүцэлтэй байдаггүй. Оролтын гүйдэл, i_in, дараа нь эсэргүүцлийг нэг эсэргүүцэл болгон нэгтгэж, R_in.

(48)

Дараа нь бид одоогийн хуваагдлаас одоогийн тусгаарлах харьцааг хэрэглэнэ R_{ачаалал} болон -R руу олж авах

(49)

Ийнхүү op-amp хэлхээний нэмэлт нь оролтын хүчдэлтэй пропорциональ ачааллыг гаргахад оршино. Энэ нь ачааллын эсэргүүцлийн утгаас хамаарахгүй, R_{ачаалал}. Иймээс гүйдэл нь ачааллын эсэргүүцлийн өөрчлөлтөөс үл хамаарна. Op-amp хэлхээ нь ачааллын эсэргүүцлийг үр дүнгүй болгодог. Одоогийн ачаалал нь бие даасан биш боловч зөвхөн оролтын хүчнээс хамаардаг тул бид үүнийг хэлнэ одоогийн генератор (эсвэл хүчдэл-гүйдлийн хувиргагч).

Энэ хэлхээний олон програмын нэг нь dc зохицуулалттай хүчдэлийн эх үүсвэр. Хэрэв бид зөвшөөрвөл v_in = E (байнгын), одоогийн дамжуулалт R_{ачаалал} нь өөрчлөгдөхөөс үл хамааран тогтмол байдаг R_{ачаалал}.

ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

2- Хараат бус үеийн генераторын симуляци

7.3-ийн одоогийн хүчдэлийн хөрвүүлэгч

Зураг 19 - Одоогийн -хүчдэлийн хөрвүүлэгч

Зураг (19) -ийн хэлхээ нь оролтын гүйдэлтэй пропорциональ гаралтын хүчдэл үүсгэдэг (үүнийг а гэж үзэж болно эв нэгдэл-олшруулалтад нөлөөлөх өсгөгч). Бид энэ хэлхээнд хамгийн тохиромжтой op-amps шинж чанарыг ашиглан дүн шинжилгээ хийдэг. Бид оролтын терминал дахь хүчдэлийг олохын тулд шийддэг

(50)

Тиймээс гаралтын хүчдэл, v_гарч = -i_inR, оролтын урсгалтай пропорциональ байна, i_in.

ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

3- Хүчдэл хувиргагч гүйдлийн симулятор

7.4-ийн хүчдэлийн хувиргагч

Зураг 20 - Одоогийн хөрвүүлэгчийн хүчдэл

Зурагны (20) хэлхээ нь хүчдэлээс гүйдлийн хувиргагч юм. Бид энэ хэлхээг дараах байдлаар задлан шинжилж байна:

(51)

Тэгшитгэлээс (51) бид,

(52)

Тиймээс ачааллын гүйдэл нь ачааллын эсэргүүцэлээс хамааралгүй, R_{ачаалал}, хүчдэлтэй, хүчдэлтэй, v_in. Энэ хэлхээ нь хүчдэлийн хяналттай одоогийн эх үүсвэрийг бий болгодог. Гэхдээ энэ хэлхээний практик дутагдалтай тал нь ачааллын эсэргүүцлийн төгсгөлийг газардуулж болохгүй.

Зураг 21 - Хүчдэлээс одоогийн хөрвүүлэгч

Бид энэ хэлхээг цэгийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар задлан шинжилж үзье:

(53)

Хамгийн сүүлийн тэгшитгэл нь баримтыг ашигладаг v₊ = v_-. Эдгээр тэгшитгэлд таван үл мэдэгдэх зүйл байдаг (v₊, v_in, v_гарч, vБолон i_{ачаалал}). Бид устгаж байна v₊ болон v_гарч олж авах,

(54)

Ачааллын гүйдэл, i_{ачаалал}нь ачаалал, R_{ачаалал}, хүчдэлийн зөрүүний функц юм (v_in - v).

ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

4-Хүчдэл Одоогийн хөрвүүлэгч симуляци хүртэл хүчдэл

7.5 Эерчлэгтэй өсгөгч нь ерөнхий дүр төрхтэй

22 зураг - эсэргүүцлийн оронд ерөнхий эсэргүүцэл хэрэглэх

Тэгшитгэлийн хамаарал (17) нь эсэргүүцлийн бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оруулахад хялбар байдаг R_j нь эсэргүүцэл, Z_jБолон R_F солигдсон байна Z_F. Зураг дээр 22 (a) дээр харуулсан шиг нэг оролтод гаралт нь

(55)

Бид давтамжийн домэйн дээр ажиллаж байгаа учраас бид хүчдэл ба гүйдэлийн хувьд том үсгүүдийг ашигладаг төвөгтэй хэмжээ.

Тэгшитгэл (55) дээр суурилсан нэг ашигтай хэллэг нь Миллер интегратор, Зураг 22 (b) -д үзүүлсэн шиг. Энэ өргөдлийн хувьд санал асуулгын хэсэг нь конденсатор, C, оролтын бүрэлдэхүүн хэсэг нь резистор, R, тийм болохоор

(56)

Тэгшитгэл (56) s  нь Laplace хувиргагч оператор юм. Sinusoidal дохионы хувьд,  . Эдгээр саад тотгорыг бид тэгшитгэл (55) болгон орлуулахдаа бид олж авна

(57)

Нарийн төвөгтэй давтамжийн домэйнд, 1 / s цаг хугацааны домэйны интеграцид нийцдэг. Энэ нь интеграторыг буцаах Учир нь илэрхийлэл нь сөрөг шинж тэмдэг агуулдаг. Тиймээс гаралтын хүчдэл нь

(58)

хаана v_гарч(0) нь эхний нөхцөл юм. үнэ цэнэ v_гарч конденсаторын дагуу хүчдэл, C, тэр үед t = 0. Конденсаторыг хүчдлийг цэнэглэхийн тулд унтраалга хаагдах болно v_гарч(0), дараа нь t = 0 шилжүүлэгч нээлттэй байна. Бид электрон шилжүүлэгчдийг ашигладаг бөгөөд Бүлэг 16 дээр илүү дэлгэрэнгүй хэлэлцэх болно. Эхний нөхцөл нь тэг бол, шилжүүлэгч нь интеграторыг тэг гаралтын үед тэг гаралтыг дахин тохируулахад ашигладаг хэвээр байна t = 0.

Зураг 23 - Урвуу дарааллын ялгагч жишээ

Хэрэв буцах элемент нь резистор ба оролтын элемент нь Зураг (23) -т үзүүлсэн шиг конденсатор бол оролтын гаралтын харилцан хамаарал нь

(59)

Цаг хугацааны домэйнд энэ нь болдог

(60)
ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

5- Эсрэг тусгаарлах хэлхээний жишээ Circuit Simulation

Энэ хэлхээ нь ялгаатай болгох. Оролтын конденсатор, Z_a = 1 / sC, нь зам өгөхгүй dc. Үр дериватив нь тэгээс хойш үр дүнд нөлөөлөхгүй. Энгийн хувьд, sinusoidal оролтын дохиог ашиглаарай. Дахин зохицуулах тэгшитгэл (59) болон энэ хэлхээний тоон утгуудыг орлуулах болно

(61)

Ороомгийн хүчдэл нь энэ хэлхээний дагуу (180 ° ээлжээр) урвуугаар өөрчлөгдөж дахин өөрчлөгдөнө (90 ° j-хэрэглэгчийн) үнэ цэнэ RCs хаана .

Симуляцийн үр дүнг Зураг (24) -д үзүүлэв.

Зураг 24 - Ялгаварлан гадуурхалт хийх симуляцийн үр дүн

Оролтын долгион хэлбэрийн оргил 0.5 вольт. Гаралтын хүчдэл нь 90-ийн нарийвчлал болон хүлээгдэж буй хүчдэлийн оргилууд нь ойролцоогоор 0.314 вольтуудад байна. Энэ нь тэгшитгэлийн үр дүнтэй (61) үр дүнтэй тохирч байна.

Мөн энэ хэлхээг долгионы хэлбэрт ашиглана. Гаралтын долгионы хэлбэр нь оролтын дохионы налалтыг тогтмол гэж батлах болно. Тогтмол нь хэлхээний хүчдэлийн ашиг юм. Оролтын хүчдэлийн долгионы хэлбэрийн өөрчлөлтийн хамгийн их хурд нь тэг-хөндлөн огтлолоор явагддаг. Энэ нь гарцын долгионы хэлбэрийн хамгийн их (буюу хамгийн бага) хэмжээнд хүрсэн цагтай тохирдог. Төлөөлөх цэгийг сонгохдоо цагт0.5 ms, график аргыг ашиглан бид оролтын хүчдэлийн долгионы хэвийг тооцоолно.

(62)

Энэ өөрчлөлтийн хурдыг (өөрөөр хэлбэл, тэгшитгэл (60) -ийн дагуу хэлхээний хүчдэлийн олзоор оргил ачааллын хүчдэлийг хүлээнэ

(63)

7.6 аналог компьютерын програм

Энэ хэсэгт бид дифференциал тэгшитгэлийг шийдвэрлэхэд ашигладаг аналог компьютерийг бий болгохын тулд зуны улирал, интегратор гэх мэт харилцан холболтын op-amp хэлхээний холболтыг ашиглаж байна. Олон тооны физик системийг шугаман дифференциал тэгшитгэлээр тайлбарладаг бөгөөд аналог компьютерын тусламжтайгаар системийг шинжилж болно.

Зураг 25 - Аналог компьютерийн програм

Зураг 25-ийн хэлхээний одоогийн, i (t) урсгалыг шийдье. Оролтын хүчдэл нь жолооны функц бөгөөд эхний нөхцөл нь тэг байна. Дараах хэлхээний хувьд дифференциал тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичнэ:

(64)

Одоо бид д / dt-ийг шийдэхэд бид олж авдаг

(65)

T> 0-ийн хувьд

(66)

Тэгшитгэлээс (65) -ээс харвал -di / dt нь эхний хослуулах өсгөгчийн оролт дээр Зураг 26 дээрээс олдсон гурван нэр томъёогоор үүсгэгддэг.

Зураг 26 - Зураг 25-ийн аналог компьютерийн шийдэл

Гурван нэр томъёог дараах байдлаар олж авна.

1. Хөдөлгөөний функц, -v (t) / L нь 1 / L-ийн урвуу зун (Зуны) замаар v (t) -ээр дамжин үүсдэг.
2. Ri / L нь анхны интеграцчилалын өсгөгч (Интегратор 1) -ийн гаралтыг авч, өсгөгч оролт дээр нийлбэр өсгөгчийн гаралт руу (Зуны) нэмнэ.
3. Нөхцөл

(67)
нь хоёр дахь интеграторын гаралт (Интегратор 2). Тэмдэглэгээ өөрчлөгдөх учраас бид зуны улиралд зуны улиралд унах эв нэгдлийг олно.
Эхний интеграторын гаралт нь + i, тэгшитгэл (66) -ээс харагддаг. Дифуляцын тэгшитгэл дэх тогтмолыг аналог компьютерын резистор ба конденсаторыг зөв сонгох замаар байгуулдаг. 22 (b) зурагт үзүүлсэн шиг эхний нөхцлүүд нь конденсаторуудын дагуу унтраалгаар хийгддэг.

7.7 бус хувиргагч Миллер интегратор

Зураг 27 - Гүйдлийн бус интегратор

Бид урвуу бус интеграторыг бий болгохын тулд өмнөх хэсэгт байгаа хамааралтай генераторын өөрчлөлтийг ашиглана. Энэ хэлхээ нь Зураг 27 дээр харуулсны дагуу тохируулагдсан байдаг.
Энэ нь Зураг 21-ийн хэлхээтэй төстэй боловч ачааллын эсэргүүцэл нь багтаамжаар солигдсон байна. Одоо бид одоо байгаа, Iload олдлоо. Ву ба V-ийн хоорондох хүчдэлийн хуваарилалтаас урвуу хүчдэл, V-

(68)

V + = V-ийн хувьд бид үүнийг шийдэж олсон
IL = Vin / R. Тэрийг тэмдэглэ

(69)

Энд s бол Laplace хувиргагч оператор юм. Vout / Vin функц нь дараа нь

(70)

Тиймээс цаг хугацааны домэйнд бид байдаг

(71)

Иймээс хэлхээнүүд нь хөндлөнгийн интегратор биш юм.

ХЭРЭГЛЭЭ

TINACloud хэлхээний симулятор ашиглан доорхи холбоосыг дарж доорх холбоосыг дарна уу.

6-Интерфэйсийн симулятор биш

ХУРААНГУЙ

Үйл ажиллагааны өсгөгч нь цахим системийн хувьд маш ашигтай барилгын блок юм. Бодит өсгөгч нь маш өндөр ашиг, бараг хязгааргүй оролтын эсэргүүцэлтэй бараг төгс өсгөгчтэй ажилладаг. Энэ шалтгааны улмаас бид үүнийг хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг эмчлэхтэй ижил аргаар эмчилж болно. Өөрөөр хэлбэл дотоод үйл ажиллагаа болон цахим шинж чанарыг судлахаасаа өмнө өсгөгчийг өсгөгч хэлбэрт оруулж болно. Терминалын шинж чанарыг хүлээн зөвшөөрснөөр бид өсгөгч болон бусад ашигтай хэлхээг тохируулах боломжтой болно.
Энэ бүлэг нь хамгийн тохиромжтой ажиллагаатай өсгөгч болон динамик хэлхээний загварыг хамааралтай эх сурвалжийг ашиглан хийсэн. Энэ бүлэгт бидний эртнээс судалж байсан хараат бус эх сурвалжууд энэхүү бичвэрт сурдаг олон тооны электрон төхөөрөмжийн хувьд ижил тэнцүү хэлхээний барилгын хэлбэрийг бүрдүүлдэг.
Дараа нь бид op-amp-г урвуу өсгөгч, урвуу биш өсгөгч, олон оролтын өсгөгчийн хийдэг гадаад холболтуудыг судалсан. Бид нэгэн зэрэг том тэгшитгэлүүдийн том системийг шийдвэрлэх хэрэгцээг үгүй ​​болгосон тохиромжтой дизайны техникийг боловсруулсан.
Эцэст нь, op-amp нь янз бүрийн илүү төвөгтэй хэлхээг бий болгоход ашиглаж болох ба үүнд сөрөг эсэргүүцэлтэй тэнцэх хэлхээг (эерэг сөрөг нөлөөллийн нөлөөллийг цуцлахад ашиглаж болно), интегратор ба ялгаварлагчтай холболтыг ашиглаж болно.

PREVIOUS- 6. OP-AMP CIRCUITS-ийн дизайн

Дараагийн- 1. Ideal op-amps