Op Amp to komponent elektroniczny o dużym zysku, wykorzystywany głównie do wzmacniania sygnałów napięcia.Jest to wzmacniacz różniczkowy, a wyjście zależy od różnicy napięcia między dwoma wejściami (pozytywny + i ujemny −). Wzmacniacz operacyjny ma cechy wysokiego wzmocnienia. W idealnych warunkach wzmocnienie otwartej pętli jest bardzo wysokie (teoretycznie bliskie nieskończoności).prawie pochłania prąd wejściowy i unika zakłóceń z przednim obwodem. Kiedy impedancja wyjściowa jest niska, może bezpośrednio napędzać obwód post-stage i może wdrożyć podwójny wejście i pojedynczy wyjście.
Wspólne zastosowania i typy wzmacniaczy operacyjnych
Do powszechnych zastosowań wzmacniaczy operacyjnych należą wzmacniacze napięcia, filtry (niskie przejście, wysokie przejście, przejście pasmowe), porównywarki sygnału (związane z porównywarkami), integratory i różnice,bufory (podróżnik napięcia), obliczeń analogowych (dodanie, odejmowanie, integracja itp.).i wzmacniacze w fazie, z wejściem podłączonym na pozytywnym końcu, wyjściem i wejściem w tej samej fazie.zapewniające konwersję impedancji bez wzmacniania napięcia.
Przykłady obwodów wzmacniaczy w fazie
Przykłady obwodów wzmacniaczy w fazie
Przykładem jest układ wzmacniacza w fazie na rysunku powyżej.sygnał wejściowy i sygnał wyjściowy wzmacniacza w fazie znajdują się w tej samej fazie.
Przykłady obwodów wzmacniaczy odwróconych
Przykłady obwodów wzmacniaczy odwróconych
Przykładem jest obwód wzmacniacza inwertera na rysunku powyżej.zwiększenie w zamkniętej pętli jest określane przez opór sprzężenia zwrotnego Rf i opór wejściowy RinRóżnica fazowa między sygnałem wejściowym a sygnałem wyjściowym wzmacniacza falowego wynosi 180 stopni.
Projektowanie regulowalnego, liniowego zasilania z wzmacniaczem operacyjnym
Celem regulowanego, liniowego zasilania regulowanego jest zapewnienie stabilnego i regulowanego napięcia wyjściowego, a wyjście pozostaje stabilne nawet w przypadku zmiany napięcia wejściowego lub obciążenia.Podstawowa struktura regulowanego linearnego zasilacza obejmuje źródło napięcia odniesienia (takie jak TL431), diody zener lub precyzyjnego układu odniesienia IC), wzmacniacza błędów (wzmacniacza operacyjnego), komponentu regulacyjnego (zwykle mocy BJT lub MOSFET),sieć rozdzielaczy napięcia reagowania rezystora (stawianie napięcia wyjściowego).
Przykład regulowanego układu zasilania liniowego
Przykład regulowanego układu zasilania liniowego
Przykładowo układ zasilania linearnego regulowanego na rysunku powyżej, rdzeń tego układu składa się z LM358, diody regulacyjnej, triody i układu zwrotnego ujemnego,R9 i D9 stanowią obwód stabilizujący napięcie. Napięcie awaryjne D9 wynosi 2,5 V. Ze względu na wysoką impedancję wejściową wzmacniacza operacyjnego nie potrzebuje diody stabilizującej napięcie do dostarczania dużego prądu.IN1+ wzmacniacza operacyjnego wynosi 2.5V. Wzmacniacz operacyjny, trioda, R12 i RP3 tworzą pętlę zwrotną ujemną. Obszar obliczonego napięcia powinien wynosić od 2,5V do 15V.Ponieważ rzeczywiste napięcie zasilania wzmacniacza roboczego wynosi ± 12 V, z tabeli danych wiadomo, że przebieg wyjściowy wzmacniacza roboczego w stosunku do szyny napędowej wynosi od 1,35 V do 1,61 V. Maksymalne napięcie Vce D882 wynosi 0,5 V.Maksymalny obliczony zakres mocy wyjściowych Vout powinien wynosić między 9.89V i 10.15V. W związku z tym rzeczywisty zakres napięcia wyjściowego powinien wynosić między 2,5 V a 10,15 V.
Przy projektowaniu układu zasilania regulowanego liniowo regulowanego należy zwrócić uwagę na stabilność napięcia odniesienia.Należy stosować źródło odniesienia o niskiej temperaturze i wysokiej stabilności (takie jak TL431 lub LM4040).Przy wyborze typu wzmacniacza operacyjnego zakres napięcia wyjściowego obejmuje koniec wyjściowy (pociąg-pociąg) o niskim napięciu przesuniętym i charakterystyce niskiego dryfu.Przy wyborze rodzaju komponentów mocy, odpowiedni BJT lub MOSFET należy wybrać w zależności od prądu wyjściowego w celu zapewnienia rozpraszania ciepła i bezpiecznego zakresu pracy.Do silników prądowych, stosuje się ciepłoodpornik, a w celu uniknięcia oscylacji należy rozważyć kompensację RC. W celu ustawienia impedancji sprzężenia zwrotnego,Należy unikać zbyt wysokich wartości oporu R1 i R2 (zalecany jest zakres kilku k Ω) w celu poprawy stabilności i zdolności przeciwgłosu.. i napięcie wejściowe musi być wyższe niż maksymalne napięcie wyjściowe + VCE (spadek napięcia nasyconego) lub Vds (MOSFET),Oporność próbkowania prądu i wtórny porównywarek mogą być dodane w celu realizacji funkcji ochrony przed prądem.
Konstrukcja ta charakteryzuje się precyzyjną regulacją napięcia wyjściowego, dużym wytwarzaniem ciepła przez tranzystor mocy, niską wydajnością (o charakterystyce liniowej), niskim poziomem hałasu i szybką reakcją,zastosowanie tylko w sytuacji, gdy napięcie wejściowe jest wyższe niż napięcie wyjściowe, prostą strukturę, łatwą integrację i mechanizm ochrony oraz dobrą rozpraszanie ciepła są wymagane do zastosowania wysokiej mocy.