Punti di discussione
- Strutture, uscite PIN e schemi
- Tipi e applicazioni
- Vari tipi di IC
- Parametri importanti, regole, equazioni
Strutture, uscite PIN e schema
Diagramma dell'amplificatore operazionale
Il diagramma dell'amplificatore operazionale contrassegna gli ingressi, le uscite e le connessioni della tensione di saturazione. È un sistema a ciclo aperto. L'immagine sotto rappresenta un diagramma dell'amplificatore operazionale.
Pinout amplificatore operazionale
In generale, i tipici circuiti integrati degli amplificatori operazionali hanno otto pin. Sette sono funzionali, mentre un pin è dedicato all'output. Ci vogliono quattro input; 2 di questi sono per il terminale invertente e il terminale non invertente, e il resto 2 sono per la tensione di saturazione positiva e negativa. Il pinout di IC741 è riportato sopra.
Schema dell'amplificatore operazionale
L'immagine sotto offre una vista schematica di un amplificatore operazionale.
Come possiamo vedere nell'immagine, un amplificatore operazionale è costituito da transistor e resistori. L'impedenza di ingresso è elevata a causa della coppia Darlington dei transistor NPN. Ci sono due stadi di guadagno differenziale e l'uscita è presa dal follower dell'emettitore single-ended. I transistor T1 e T2 sono identici, così come T3 e T4.
Tipi e applicazioni
Applicazioni di amplificatori operazionali | Usi dell'amplificatore operazionale
Gli amplificatori operazionali sono uno degli elementi essenziali per la progettazione di circuiti in elettronica. Sono utilizzati in vari luoghi. Alcuni degli esempi sono:
Buffer di guadagno unitario, oscillatore a sfasamento, corrente a seguace di tensione, tensione a un seguace di corrente, amplificatore sommatore, integratore, differenziatore, raddrizzatore a semionda, rilevatore di picco, ecc. Ci sono molte altre applicazioni dell'amplificatore operazionale. Quasi tutti i gadget elettronici sono incorporati con un amplificatore operazionale.
Amplificatore operazionale con filtro passa-alto
Un filtro passa alto può essere costruito utilizzando un circuito di filtro RC e un tipico amplificatore operazionale. La combinazione di un filtro RC passivo con un amplificatore operazionale funziona come un passa alto attivo filtro. Per il circuito è necessario il funzionamento del terminale invertente o non invertente dell'amplificatore operazionale. L'immagine seguente rappresenta un circuito di amplificazione operazionale con filtro passa alto.
Filtro passa banda dell'amplificatore operazionale
Un filtro passa-banda consente solo un segnale della gamma di frequenza specificata. Questo filtro filtra altri componenti delle frequenze. Gli amplificatori operazionali vengono utilizzati per creare tali tipi di filtri. Il circuito è progettato collegando in cascata un filtro passa alto con un amplificatore operazionale e quindi un filtro passa basso.
Amplificatore operazionale sottrattore
L'amplificatore operazionale sottrattore amplifica la differenza tra le due tensioni di ingresso e la fornisce come uscita. Esegue l'operazione di sottrazione, a differenza di un amplificatore sommatore che somma le tensioni di ingresso. Questo è il motivo per cui è noto come op-amp sottrattore.
Sommatore operazionale
Il sommatore operazionale o amplificatore sommatore è l'amplificatore che amplifica la somma delle tensioni di ingresso e fornisce come uscita. Esegue operazioni di somma o addizione, a differenza di un amplificatore differenziale che esegue operazioni di sottrazione. Lo schema del circuito è riportato sopra.
Unity Gain amplificatore operazionale
Un amplificatore operazionale a guadagno unitario o un circuito inseguitore di tensione o un circuito buffer è un modello di amplificatore non invertente appositamente progettato. Osservare il circuito dell'amplificatore non invertente sopra indicato. Se abbiamo fatto il feedback resistenza zero e il terminale invertente infinito resistenza, il guadagno dell'amplificatore sarebbe l'unità. Ecco perché questo circuito è noto come amplificatore operazionale a guadagno unitario o buffer di guadagno unitario. Questo buffer viene utilizzato per la corrispondenza dell'impedenza.
Oscillatore operazionale
È anche possibile creare un oscillatore utilizzando un amplificatore operazionale. L'immagine sotto riportata rappresenta lo schema circuitale di un oscillatore RC a sfasamento.
Dopo alcuni calcoli generali, abbiamo scoperto che la frequenza di oscillazione è f = 1 / (2πRC - / 6) e il guadagno di tensione Av = -29 per l'oscillazione sostenuta.
Amplificatore operazionale audio
Gli amplificatori operazionali sono ampiamente utilizzati nell'elaborazione audio e nei mixer audio. Un amplificatore operazionale può amplificare i segnali vocali deboli. Sul mercato sono disponibili diversi tipi di amplificatori operazionali audio. Alcuni di loro sono: LT1115, UA741, ecc.
Cambio di livello dell'amplificatore operazionale
In un amplificatore operazionale a singola alimentazione, l'amplificatore operazionale può spostare il livello di un segnale riferito a massa. Un traslatore di livello può tradurre segnali logici da un livello all'altro. A volte è necessario convertire un segnale da positivo a negativo in un intervallo accettabile per un convertitore da analogico a digitale a singola alimentazione.
Partitore di tensione dell'amplificatore operazionale
Gli amplificatori operazionali sono anche usati come divisori di tensione. L'amplificatore operazionale viene utilizzato per creare divisori di tensione poiché l'uso dell'amplificatore operazionale può aumentare il guadagno del sistema.
Amplificatore operazionale a singola alimentazione
L'amplificatore operazionale a singola alimentazione è un amplificatore operazionale così speciale con un solo terminale di alimentazione. Il terminale di alimentazione è tipicamente il + Vcc. Quindi, l'uscita si trova tra l'intervallo di + Vcc e la massa (GND) per un segnale di ingresso.
Amplificatore operazionale ad alta tensione
Un amplificatore ad alta tensione viene in genere utilizzato per amplificare il segnale di ingresso in un segnale di uscita ad alta tensione. Può fornire il guadagno di potenza alla tensione e le combinazioni attuali. Alcune delle applicazioni di amplificatori operazionali ad alta tensione sono: stampanti a getto d'inchiostro, trasduttori a ultrasuoni, contatori Geiger, test biomedici, ecc.
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Vari tipi di IC
45588 amplificatore operazionale
È un altro circuito integrato che fa funzionare l'amplificatore operazionale. Si tratta di un circuito integrato a otto pin ad alte prestazioni che non necessita di componenti di compensatore di frequenza esterno. Alcuni degli altri modelli sono: CF158MT, AN45588, LA6458, ecc.
lm358 amplificatore operazionale
lm358 è un altro tipo di CI che consiste in un paio di amplificatori operazionali. Si tratta di un circuito integrato a bassa potenza, sviluppato per la prima volta da National Semiconductor.
ua741 amplificatore operazionale
Questo è un altro tipo di CI che include un amplificatore operazionale. Ha otto perni. La tensione di alimentazione massima è + 18V e la tensione di ingresso differenziale massima è + 15V. Il CMMR è di 90 dB. UA 741 viene utilizzato in applicazioni audio, lettori musicali.
Lm324 amplificatore operazionale
Lm324 è un circuito integrato appositamente costruito, che può funzionare come amplificatore, comparatore, raddrizzatore, ecc. Questo circuito integrato ha 14 pin, che rappresentano quattro amplificatori operazionali. Ha un'ampia larghezza di banda di circa 1 MHz e un guadagno di 100 dB. Sono applicati in vari campi della robotica, oscillatori, ecc.
Amplificatore operazionale Ne5532
Un altro IC dell'amplificatore operazionale è ne5532. È un amplificatore ad alte prestazioni con eccellenti tensioni CC e CA. Ha una bassa rumorosità, la massima larghezza di banda di oscillazione in uscita e una velocità di risposta elevata. Diverse varianti di questo tipo di circuiti integrati sono: NE5532A, SA55332, ecc.
Parametri importanti, regole, equazioni
Analisi del circuito dell'amplificatore operazionale
L'analisi del circuito dell'amplificatore operazionale rivela la funzionalità di ciascuna parte di un amplificatore operazionale e il modo in cui sono collegati o interconnessi per fornire il percorso di uscita. L'analisi del circuito dell'amplificatore operazionale può essere classificata in due tipi:
- ad anello aperto analisi del circuito
- analisi del circuito chiuso.
L'analisi del circuito a circuito aperto analizza il sistema senza il sistema di feedback e l'analisi del circuito a circuito chiuso è l'analisi di un circuito con un sistema di feedback.
Il concetto di terra virtuale, alta impedenza di ingresso e guadagno infinito sono necessari per l'analisi del circuito dell'amplificatore operazionale.
Regole d'oro dell'amplificatore operazionale
Un progettista di amplificatori operazionali dovrebbe sempre tenere a mente alcune regole essenziali. Sono -
- L'amplificatore operazionale fornisce un guadagno infinito.
- Le impedenze di ingresso sono elevate.
- Nessuna corrente scorre attraverso l'amplificatore operazionale all'inizio.
- La tensione di offset viene regolata per renderla zero.
Formule di amplificatori operazionali
Non ci sono formule rigide e veloci per l'amplificatore operazionale. Esistono diversi tipi di amplificatori operazionali e hanno le loro equazioni e formule specifiche. Like - formule per l'uscita dell'amplificatore operazionale non invertente: V0 = [1 + (Rf / R1)] * Vin e formule per l'uscita dell'amplificatore operazionale invertente: V0 = - (Rf / R1) * Vin
Impedenza di ingresso dell'amplificatore operazionale
L'impedenza di ingresso è elevata a causa della coppia Darlington dei transistor NPN. Per un amplificatore operazionale ideale, l'impedenza di ingresso è infinita. A causa dell'elevata impedenza di ingresso, possiamo presumere che la corrente attraversi il feedback nella fase iniziale. In genere, i valori sono compresi tra 1 megaohm e 10 tera ohm.
Impedenza di uscita di un amplificatore operazionale
Impedenza di uscita dei riferimenti dell'amplificatore operazionale all'impedenza fornita da un amplificatore operazionale allo stadio di uscita. Un ideale ha un'impedenza di uscita di 0 ohm. Il circuito del driver di uscita causa l'impedenza di uscita di un amplificatore operazionale.
Guadagno ad anello aperto dell'amplificatore operazionale
Il guadagno ad anello aperto di un amplificatore operazionale è il guadagno del dispositivo quando non è associato alcun feedback. Per un amplificatore operazionale ideale, il guadagno ad anello aperto è infinito. Un tipico guadagno ad anello aperto del tipico amplificatore operazionale è di circa 100 dB.
Tensione di offset dell'amplificatore operazionale
La tensione di offset di un amplificatore operazionale è definita come la tensione CC differenziale tra i terminali di ingresso. Per un amplificatore operazionale ideale, la tensione di offset è zero. Ma per il pratico amplificatore operazionale, la tensione esterna viene fornita all'amplificatore operazionale.
Velocità di variazione dell'amplificatore operazionale
La velocità di variazione dell'amplificatore operazionale è la velocità di variazione del segnale di uscita se c'è una variazione graduale nel segnale di ingresso. È un parametro per la misurazione delle prestazioni. L'unità di velocità di risposta è V / ms. Per un amplificatore operazionale ideale, la velocità di variazione è zero. Significa che la modifica dell'input si rifletterà immediatamente nell'output. Per un tipico amplificatore operazionale pratico, il valore della velocità di risposta è 10 V / μs.
Larghezza di banda dell'amplificatore operazionale
La larghezza di banda di un amplificatore è indicata come la gamma di frequenza al di sopra della quale il guadagno dell'amplificatore è superiore a 3 dB. Per un amplificatore da 741 MHz, l'amplificatore a circuito chiuso è di 1 MHz.
Sorgente di corrente dell'amplificatore operazionale
Una sorgente di corrente esterna con un amplificatore operazionale fornisce una corrente indipendente dalla resistenza di carico. E poiché in precedenza abbiamo messo a terra il circuito, non c'è possibilità di esporre due connessioni.
Funzioni di trasferimento dell'amplificatore operazionale
È possibile ottenere le funzioni di trasferimento dell'amplificatore operazionale se gli amplificatori operazionali sono rappresentati in un classico diagramma a blocchi di feedback. Utilizzando il processo di sovrapposizione, è possibile ottenere la funzione di trasferimento. La funzione di trasferimento per il terminale non invertente può essere scritta come R1 / (R1 + Rf).
Saturazione dell'amplificatore operazionale
Sono presenti due terminali di ingresso, che accettano tensioni di saturazione positive e negative. Ora, quando un amplificatore operazionale è in saturazione, significa che l'uscita dell'amplificatore operazionale è una qualsiasi della tensione di saturazione fornita dall'alimentazione.
Come funziona un amplificatore operazionale?
Un amplificatore operazionale in genere attraversa tre fasi operative. Il primo - stadio di ingresso differenziale con impedenza di ingresso più elevata, stadio di guadagno nel secondo stadio e stadio di uscita push-pull con impedenza di uscita inferiore.
Cosa fa un amplificatore operazionale?
Un amplificatore operazionale o amplificatore operazionale è un dispositivo elettronico che esegue determinate operazioni matematiche e amplifica il segnale di ingresso.
Ciao, sono Sudipta Roy. Ho fatto B. Tech in Elettronica. Sono un appassionato di elettronica e attualmente mi dedico al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Nutro un vivo interesse nell'esplorazione delle tecnologie moderne come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico. I miei scritti sono dedicati a fornire dati accurati e aggiornati a tutti gli studenti. Aiutare qualcuno ad acquisire conoscenze mi dà un immenso piacere.
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