Diskussionspunkte
- Strukturen, PIN-Outs & Schaltpläne
- Typen & Anwendungen
- Verschiedene Arten von IC
- Wichtige Parameter, Regeln, Gleichungen
Strukturen, PIN-Outs & Schema
Operationsverstärker-Diagramm
Das Operationsverstärkerdiagramm markiert die Eingänge, Ausgänge und Sättigungsspannungsanschlüsse. Es ist ein offenes System. Das folgende Bild zeigt ein Operationsverstärker-Diagramm.
Pinbelegung des Operationsverstärkers
Im Allgemeinen haben typische Operationsverstärker-ICs acht Pins. Sieben sind funktionsfähig, während ein Pin für die Ausgabe vorgesehen ist. Es werden vier Eingaben benötigt; 2 davon sind für invertierende Klemmen und nicht invertierende Klemmen vorgesehen, und der Rest 2 ist für positive und negative Sättigungsspannung. Die Pinbelegung von IC741 ist oben angegeben.
Operationsverstärker-Schaltplan
Das folgende Bild zeigt eine schematische Ansicht eines Operationsverstärkers.
Wie wir auf dem Bild sehen können, besteht ein Operationsverstärker aus Transistoren und Widerständen. Die Eingangsimpedanz ist aufgrund des Darlington-Paares der NPN-Transistoren hoch. Es gibt zwei Differenzverstärkungsstufen, und der Ausgang wird vom Single-Ended-Emitterfolger übernommen. Die Transistoren T1 und T2 sind identisch, ebenso wie die T3 und T4.
Typen und Anwendungen
Operationsverstärkeranwendungen | Operationsverstärker verwendet
Operationsverstärker sind eines der wesentlichen Elemente für das Schaltungsdesign in der Elektronik. Sie werden an verschiedenen Orten eingesetzt. Einige der Beispiele sind -
Einheitsverstärkungspuffer, Phasenverschiebungsoszillator, Strom-Spannungs-Folger, Spannung an einen Stromfolger, Summierverstärker, Integrator, Differenzierer, Halbwellengleichrichter, Spitzendetektor usw. Es gibt viele weitere Anwendungen des Operationsverstärkers. Fast jedes elektronische Gerät ist mit einem Operationsverstärker ausgestattet.
Hochpassfilter Operationsverstärker
Ein Hochpassfilter kann unter Verwendung einer RC-Filterschaltung und eines typischen Operationsverstärkers aufgebaut werden. Die Kombination eines passiven RC-Filters mit einem Operationsverstärker funktioniert wie ein aktiver Hochpass Filter. Für die Schaltung ist der invertierende oder nicht invertierende Anschlussbetrieb des Operationsverstärkers erforderlich. Das folgende Bild zeigt eine Hochpassfilter-Operationsverstärkerschaltung.
Operationsverstärker-Bandpassfilter
Ein Bandpassfilter erlaubt nur ein Signal des angegebenen Frequenzbereichs. Dieser Filter filtert andere Komponenten von Frequenzen heraus. Operationsverstärker werden verwendet, um solche Filtertypen herzustellen. Die Schaltung wird durch Kaskadieren eines Hochpassfilters mit einem Operationsverstärker und dann eines Tiefpassfilters entworfen.
Subtrahierer Operationsverstärker
Der Subtrahierer-Operationsverstärker verstärkt die Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen und liefert diese als Ausgang. Es führt die Subtraktionsoperation durch, im Gegensatz zu einem Summierverstärker, der die Eingangsspannungen addiert. Deshalb ist es als Subtrahierer-Operationsverstärker bekannt.
Operationsverstärkeraddierer
Operationsverstärkeraddierer oder Summierverstärker ist der Verstärker, der die Summierung der Eingangsspannungen verstärkt und als Ausgang liefert. Es führt eine Summations- oder Additionsoperation durch, im Gegensatz zu einem Differenzverstärker, der Subtraktionsoperationen ausführt. Das Schaltbild ist oben angegeben.
Unity Gain Operationsverstärker
Ein Operationsverstärker mit Einheitsverstärkung oder eine Spannungsfolgerschaltung oder eine Pufferschaltung ist ein speziell entwickeltes nicht invertierendes Verstärkermodell. Beachten Sie die oben angegebene Schaltung des nichtinvertierenden Verstärkers. Wenn wir das Feedback gemacht haben Widerstand Null und der invertierende Anschluss unendlich Widerstand, wäre die Verstärkung des Verstärkers Eins. Aus diesem Grund ist diese Schaltung als Einheitsverstärkungs-Operationsverstärker oder Einheitsverstärkungspuffer bekannt. Dieser Puffer wird zur Impedanzanpassung verwendet.
Operationsverstärker-Oszillator
Es ist auch möglich, einen Oszillator mit einem Operationsverstärker zu erstellen. Das folgende Bild zeigt das Schaltbild eines Phasenverschiebungs-RC-Oszillators.
Nach einigen allgemeinen Berechnungen haben wir herausgefunden, dass die Schwingungsfrequenz f = 1 / (2πRC - / 6) und die Spannungsverstärkung Av = -29 für anhaltende Schwingung ist.
Audio-Operationsverstärker
Operationsverstärker werden häufig in der Audioverarbeitung und in Audiomischern eingesetzt. Ein Operationsverstärker kann schwache Sprachsignale verstärken. Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Audio-Operationsverstärkern erhältlich. Einige von ihnen sind - LT1115, UA741 usw.
Op Amp Level Shifter
In einem Operationsverstärker mit einer einzigen Versorgung kann der Operationsverstärker ein bodenbezogenes Signal pegelverschieben. Ein Pegelumsetzer kann Logiksignale von einem Pegel in einen anderen übersetzen. Manchmal besteht die Notwendigkeit, ein positives in ein negatives Signal in einen akzeptablen Bereich für einen Analog-Digital-Wandler mit einer einzigen Versorgung umzuwandeln.
Spannungsteiler des Operationsverstärkers
Operationsverstärker werden auch als Spannungsteiler verwendet. Der Operationsverstärker wird zur Herstellung von Spannungsteilern verwendet, da die Verwendung des Operationsverstärkers die Systemverstärkung erhöhen kann.
Einzelversorgungs-Operationsverstärker
Single Supply Op Amp ist ein solcher spezieller Operationsverstärker mit nur einem Versorgungsanschluss. Der Versorgungsanschluss ist typischerweise der + Vcc. Der Ausgang liegt also zwischen dem Bereich von + Vcc und der Masse (GND) für ein Eingangssignal.
Hochspannungs-Operationsverstärker
Typischerweise wird ein Hochspannungsverstärker verwendet, um das Eingangssignal zu einem Hochspannungsausgangssignal zu verstärken. Es kann die liefern Leistungsgewinn bei der Spannung und aktuelle Kombinationen. Einige der Hochspannungs-Operationsverstärkeranwendungen sind – Tintenstrahldrucker, Ultraschallwandler, Geigerzähler, biomedizinische Tests usw.
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Verschiedene Arten von IC
45588 Operationsverstärker
Es ist eine weitere integrierte Schaltung, die einen Operationsverstärker betreibt. Es handelt sich um einen leistungsstarken achtpoligen IC, der keine externen Frequenzkompensatorkomponenten benötigt. Einige der anderen Modelle sind - CF158MT, AN45588, LA6458 usw.
lm358 Operationsverstärker
lm358 ist ein anderer IC-Typ, der aus einigen Operationsverstärkern besteht. Es ist ein Low-Power-IC, den National Semiconductor zuerst entwickelt hat.
ua741 Operationsverstärker
Dies ist ein anderer IC-Typ, der einen Operationsverstärker enthält. Es hat acht Stifte. Die maximale Versorgungsspannung beträgt + 18V und die maximale differentielle Eingangsspannung beträgt + 15V. Das CMMR beträgt 90 dB. UA 741 wird in Audioanwendungen und Musikplayern verwendet.
Lm324 Operationsverstärker
Lm324 ist ein speziell gebauter IC, der als Verstärker, Komparator, Gleichrichter usw. fungieren kann. Dieser IC verfügt über 14 Pins, die vier Operationsverstärker darstellen. Es hat eine breite Bandbreite von ca. 1 MHz und eine Verstärkung von 100 dB. Sie werden in verschiedenen Bereichen der Robotik, Oszillatoren usw. eingesetzt.
Ne5532 Operationsverstärker
Ein weiterer IC des Operationsverstärkers ist ne5532. Es ist ein Hochleistungsverstärker mit hervorragenden Gleich- und Wechselspannungen. Es hat ein geringes Rauschen, eine maximale Ausgangs-Swing-Bandbreite und eine hohe Anstiegsrate. Verschiedene Variationen dieser Art von ICs sind - NE5532A, SA55332 usw.
Wichtige Parameter, Regeln, Gleichungen
Analyse der Operationsverstärkerschaltung
Die Analyse der Operationsverstärkerschaltung zeigt die Funktionalität jedes Teils eines Operationsverstärkers und wie sie verbunden oder miteinander verbunden sind, um den Ausgangspfad bereitzustellen. Die Schaltungsanalyse des Operationsverstärkers kann in zwei Typen eingeteilt werden -
- offene Schleife Schaltungsanalyse
- Regelkreisanalyse.
Die Open-Loop-Schaltungsanalyse analysiert das System ohne das Rückkopplungssystem, und die Closed-Loop-Schaltungsanalyse ist die Analyse eines Schaltkreises mit einem Rückkopplungssystem.
Das Konzept der virtuellen Masse, der hohen Eingangsimpedanz und der unendlichen Verstärkung ist für die Analyse der Operationsverstärkerschaltung erforderlich.
Op amp goldene Regeln
Ein Op-Amp-Designer sollte immer einige wesentliche Regeln beachten. Sie sind -
- Der Operationsverstärker bietet eine unendliche Verstärkung.
- Die Eingangsimpedanzen sind hoch.
- Zu Beginn fließt kein Strom durch den Operationsverstärker.
- Die Offset-Spannung wird so eingestellt, dass sie Null ist.
Operationsverstärkerformeln
Es gibt keine festen Formeln für den Operationsverstärker. Es gibt verschiedene Arten von Operationsverstärkern, und sie haben ihre spezifischen Gleichungen und Formeln. Like - Formeln für die Ausgabe des nicht invertierenden Operationsverstärkers: V0 = [1 + (Rf / R1)] * Vin und Formeln für die Ausgabe des invertierenden Operationsverstärkers: V0 = - (Rf / R1) * Vin
Eingangsimpedanz des Operationsverstärkers
Die Eingangsimpedanz ist aufgrund des Darlington-Paares der NPN-Transistoren hoch. Für einen idealen Operationsverstärker ist die Eingangsimpedanz unendlich. Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz können wir davon ausgehen, dass der Strom zu Beginn durch die Rückkopplung fließt. Typischerweise liegen die Werte zwischen 1 Megaohm und 10 Tera Ohm.
Ausgangsimpedanz eines Operationsverstärkers
Die Ausgangsimpedanz des Operationsverstärkers bezieht sich auf die Impedanz, die ein Operationsverstärker in der Ausgangsstufe liefert. Ein Ideal hat eine Ausgangsimpedanz von 0 Ohm. Die Ausgangstreiberschaltung verursacht die Ausgangsimpedanz eines Operationsverstärkers.
Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers
Die Open-Loop-Verstärkung eines Operationsverstärkers ist die Verstärkung des Geräts, wenn keine Rückkopplung damit verbunden ist. Für einen idealen Operationsverstärker ist die Open-Loop-Verstärkung unendlich. Eine typische Open-Loop-Verstärkung des typischen Operationsverstärkers liegt bei etwa 100 dB.
Offset-Spannung des Operationsverstärkers
Die Offset-Spannung eines Operationsverstärkers ist definiert als die Differenzgleichspannung zwischen den Eingangsanschlüssen. Für einen idealen Operationsverstärker ist die Offset-Spannung Null. Für den praktischen Operationsverstärker wird die externe Spannung an den Operationsverstärker abgegeben.
Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers
Die Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers ist die Änderungsrate des Ausgangssignals, wenn das Eingangssignal schrittweise geändert wird. Es ist ein Parameter zur Messung der Leistung. Die Einheit der Anstiegsgeschwindigkeit ist V / ms. Für einen idealen Operationsverstärker ist die Anstiegsgeschwindigkeit Null. Dies bedeutet, dass die Eingabeänderung sofort in der Ausgabe angezeigt wird. Für einen typischen praktischen Operationsverstärker beträgt der Anstiegsgeschwindigkeitswert 10 V / μs.
Operationsverstärkerbandbreite
Die Bandbreite eines Verstärkers wird als Frequenzbereich bezeichnet, oberhalb dessen die Verstärkung des Verstärkers höher als 3 dB ist. Bei einem 741-MHz-Verstärker beträgt der Closed-Loop-Verstärker 1 MHz.
Stromquelle des Operationsverstärkers
Eine externe Stromquelle mit einem Operationsverstärker liefert einen lastwiderstandsunabhängigen Strom. Und da wir die Schaltung zuvor geerdet haben, besteht keine Chance, zwei Verbindungen freizulegen.
Übertragungsfunktionen für Operationsverstärker
Es ist möglich, Übertragungsfunktionen von Operationsverstärkern zu erhalten, wenn die Operationsverstärker in einem klassischen Rückkopplungsblockdiagramm dargestellt sind. Unter Verwendung des Überlagerungsprozesses kann die Übertragungsfunktion erhalten werden. Die Übertragungsfunktion für das nicht invertierende Terminal kann als R1 / (R1 + Rf) geschrieben werden.
Sättigung des Operationsverstärkers
Es gibt zwei Eingangsanschlüsse, die positive und negative Sättigungsspannungen aufnehmen. Wenn sich ein Operationsverstärker in Sättigung befindet, bedeutet dies, dass der Ausgang des Operationsverstärkers eine der von der Versorgung bereitgestellten Sättigungsspannungen ist.
Wie funktioniert ein Operationsverstärker?
Ein Operationsverstärker durchläuft normalerweise drei Betriebsstufen. Die erste - differentielle Eingangsstufe mit höherer Eingangsimpedanz, die Verstärkungsstufe in der zweiten Stufe und die Gegentakt-Ausgangsstufe mit niedrigerer Ausgangsimpedanz.
Was macht ein Operationsverstärker?
Ein Operationsverstärker oder Operationsverstärker ist ein elektronisches Gerät, das bestimmte mathematische Operationen ausführt und das Eingangssignal verstärkt.
Hallo, ich bin Sudipta Roy. Ich habe einen B. Tech in Elektronik gemacht. Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Ich habe großes Interesse an der Erforschung moderner Technologien wie KI und maschinellem Lernen. Mein Ziel ist es, allen Lernenden genaue und aktuelle Daten zur Verfügung zu stellen. Es macht mir große Freude, jemandem beim Wissenserwerb zu helfen.
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