Varie applicazioni di amplificatori operazionali in elettronica

Varie applicazioni di amplificatori operazionali in elettronica

Un amplificatore operazionale è un circuito integrato che funziona come un amplificatore di tensione. Un amplificatore operazionale come ingresso differenziale. Che ha due ingressi di polarità opposta. Un amplificatore operazionale come singolo ingresso di polarità opposta. Un amplificatore operazionale ha una singola uscita e un guadagno molto alto, che fornisce il segnale di uscita.



In generale, utilizziamo molte applicazioni utilizzando amplificatori operazionali come


  • Amplificatori differenziali
  • Amplificatori invertenti
  • Amplificatori non invertenti
  • Seguaci di tensione
  • Sommando gli amplificatori
  • Amplificatori per strumentazione

Agirà come degli oscillatori





  • Oscillatori Wien Bridge

Agirà come alcuni filtri utilizzando amplificatori operazionali

  • Gli amplificatori operazionali possono essere utilizzati nella costruzione di filtri attivi, fornendo funzioni passa alto, rifiuto passa banda e ritardo. L'elevata impedenza di ingresso e il guadagno di un amplificatore operazionale consentono un calcolo semplice dei valori degli elementi.

Alcuni degli amplificatori operazionali possono essere generalmente utilizzati come comparatori simili



Il diagramma schematico del comparatore di base come mostrato in fig


Comparatore

Comparatore

Ora discuteremo i vari tipi di amplificatori differenziali in dettaglio passo dopo passo

Amplificatori differenziali

L'amplificatore differenziale amplifica la differenza tra due tensioni, rendendo questo tipo di circuito amplificatore operazionale un trattore secondario a differenza di un amplificatore sommatore che somma o somma le tensioni di ingresso. Questi tipi di circuiti amplificatori operazionali sono comunemente noti come amplificatori differenziali. Collegando ogni interno di ingresso a terra 0v possiamo usare la sovrapposizione per risolvere la tensione di uscita Vout. L'equazione della Vout è

Amplificatore differenziale

Amplificatore differenziale

Uscita V = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)

In questa equazione R1 = R2 e R3 = R4 quindi utilizzando questa equazione

V out = R3 / R1 (V2-V1).

Se tutte queste resistenze hanno tutti gli stessi valori ohmici, è R1 = R2 = R3. Quindi il circuito diventerà amplificatore operazionale differenziale con guadagno Unity.

Applicazioni degli amplificatori differenziali

  • Viene utilizzato come circuito di feedback negativo in serie utilizzando l'amplificatore operazionale
  • Generalmente, utilizziamo un amplificatore differenziale che funge da circuito di controllo del volume.
  • L'amplificatore operazionale differenziale può essere utilizzato come circuito di controllo automatico del guadagno.
  • Alcuni degli amplificatori operazionali differenziali possono essere utilizzati per la modulazione di ampiezza.

Amplificatori operazionali invertenti

Un amplificatore invertente è un circuito ad anello chiuso, il circuito dell'amplificatore operazionale è collegato alla retroazione per produrre l'operazione di retroazione. Quando si ha a che fare con amplificatori operazionali, ci sono due regole molto importanti da ricordare sull'inversione dell'amplificatore, questi non sono flussi di corrente al terminale di ingresso. E quel V1 è sempre uguale al V2. Tuttavia, nei circuiti degli amplificatori operazionali del mondo reale entrambe queste regole sono leggermente infrante.

Questo perché la giunzione della giunzione del segnale di ingresso e di feedback è allo stesso potenziale dell'ingresso positivo, che è a 0 volt o massa, quindi la giunzione è una terra virtuale.

A causa del nodo di terra virtuale, la resistenza di ingresso dell'amplificatore è uguale al valore della resistenza di ingresso, R in e il guadagno ad anello chiuso dell'amplificatore invertente può essere impostato dal rapporto tra le due resistenze esterne.

Abbiamo detto sopra che ci sono regole molto importanti da ricordare sull'inversione dell'amplificatore o qualsiasi amplificatore operazionale è mostrato sotto

  • Nessuna corrente fluisce ai terminali di ingresso
  • La tensione di ingresso differenziale è 0 come V1 = V2 = 0.

Quindi utilizzando due regole possiamo derivare l'equazione calcolando il guadagno ad anello chiuso di un amplificatore invertente

Amplificatore invertente

Amplificatore invertente

I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)

Pertanto I = (Vin-V2) / Rin

I = (V2-Vout) / Rf

Il guadagno ad anello chiuso è dato come Vout / Vin = -Rf / Rin

Il guadagno di tensione ad anello chiuso è uguale a Vout = –Rf / Rin * Vin

Il segno negativo nell'equazione indica un'inversione del segnale di uscita rispetto all'ingresso come i suoi 180 gradi fuori fase

Applicazioni dell'amplificatore invertente

  • L'amplificatore invertente viene utilizzato al massimo per sommatore di tensione o amplificatore sommatore
  • L'amplificatore invertente è applicabile per l'amplificatore estivo in scala.
  • È applicabile per amplificatore bilanciato.

Amplificatore non invertente

Amplificatore non invertente dove l'uscita è nello stesso senso o in fase con l'ingresso. In questo circuito il segnale viene applicato all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale. Tuttavia, il feedback viene prelevato dall'uscita tramite un resistore all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale dove un altro resistore viene portato a terra. L'amplificatore di base non invertente è mostrato in fig

Amplificatore non invertente

Amplificatore non invertente

Il guadagno del circuito amplificatore non invertente dell'amplificatore operazionale è facile da determinare e l'uscita dell'amplificatore non invertente è uguale alle tensioni di ingresso. Quindi, il guadagno dell'amplificatore è estremamente alto.

Poiché l'ingresso dell'amplificatore operazionale non assorbe corrente, significa che la corrente che scorre nei resistori R1 e R2 e la tensione su entrambi gli ingressi è la stessa. L'equazione dell'amplificatore non invertente può essere chiamata come Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1.

Applicazioni dell'amplificatore non invertente

  • Un amplificatore non invertente utilizza una connessione di feedback negativo di polarizzazione del partitore di tensione.
  • Qui il guadagno di tensione è sempre maggiore di 1.

Inseguitore di tensione

Un seguace di tensione è anche chiamato amplificatore a guadagno unitario, amplificatore buffer e amplificatore di isolamento) è un circuito op-amp che ha un guadagno di tensione di 1.

Ciò significa che l'amplificatore operazionale non fornisce alcuna amplificazione al segnale. Il motivo per cui viene chiamato seguace di tensione è perché la tensione di uscita non fornisce la tensione di ingresso.

Inseguitore di tensione

Inseguitore di tensione

Un circuito op-amp ha un'impedenza di ingresso molto elevata. Questa elevata impedenza di ingresso è un motivo per cui viene utilizzato il follower di tensione. Il carico richiede e assorbe un'enorme quantità di corrente. Ciò fa sì che un'enorme quantità di energia venga assorbita da fonte di potere S. I follower di tensione sono anche chiamati buffer di tensione.

Applicazioni di Voltage Follower

  • Impedenza di ingresso elevata e impedenza di uscita molto bassa
  • I follower di tensione vengono generalmente utilizzati per isolare gli stadi l'uno dall'altro.
  • L'inseguitore di tensione è anche chiamato buffer di tensione.

Amplificatore sommatore

L'amplificatore sommatore è una delle applicazioni dell'amplificatore operazionale invertente, ma se aggiungiamo un altro resistore di ingresso di valori uguali all'altro resistore di ingresso, Rin finiamo per ottenere un altro amplificatore operazionale chiamato amplificatore sommatore.

Amplificatore sommatore

Amplificatore sommatore

È anche un simbolo del circuito sommatore di tensione sopra sommando le tensioni di ingresso dell'amplificatore V1, V2, V3 e le resistenze di ingresso sono Rin, Feedback resistenze sono Rf. Quindi l'applicatore sommatore è mostrato in fig

-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3 ... ecc.)

Applicazioni di Summing Amplifier

Crediti fotografici