Ein Operationsverstärker ist ein Integrierter Schaltkreis das arbeitet als Spannungsverstärker. Ein Operationsverstärker als Differenzeingang. Dass es zwei Eingänge mit entgegengesetzter Polarität hat. Ein Operationsverstärker als einzelner Eingang mit entgegengesetzter Polarität. Ein Operationsverstärker hat einen einzelnen Ausgang und eine sehr hohe Verstärkung, die das Ausgangssignal ergibt.
Im Allgemeinen verwenden wir viele Anwendungen mit Operationsverstärkern wie
- Differenzverstärker
- Verstärker invertieren
- Nicht invertierende Verstärker
- Spannungsfolger
- Summierverstärker
- Instrumentenverstärker
Es wird wie einige Oszillatoren wirken
- Wien Bridge Oszillatoren
Es fungiert als Filter, wenn Operationsverstärker verwendet werden
- Operationsverstärker können beim Aufbau aktiver Filter verwendet werden, die Hochpass-, Bandpassunterdrückungs- und Verzögerungsfunktionen bereitstellen. Die hohe Eingangsimpedanz und die Verstärkung eines Operationsverstärkers ermöglichen eine einfache Berechnung der Elementwerte.
Einige der Operationsverstärker können allgemein als Komparatoren wie verwendet werden
- 741 Operationsverstärker werden in der Regel als Komparator betrachtet
Das schematische Grunddiagramm des Komparators wie in Abb
Komparator
Nun werden wir Schritt für Schritt verschiedene Arten von Differenzverstärkern im Detail diskutieren
Differenzverstärker
Der Differenzverstärker verstärkt die Differenz zwischen zwei Spannungen und macht diese Art von Operationsverstärkerschaltung zu einem Subtraktor im Gegensatz zu einem Summierverstärker, der die Eingangsspannungen addiert oder summiert. Diese Arten von Operationsverstärkerschaltungen sind allgemein als Differenzverstärker bekannt. Durch Verbinden jedes internen Eingangs mit 0 V Masse können wir die Ausgangsspannung Vout überlagern. Die Gleichung des Vout lautet
Differenzverstärker
V out = -v1 (R3 / R1) + V2 (R4 / R2 + R4) (R1 + R3 / R1)
In dieser Gleichung ist R1 = R2 und R3 = R4 dann unter Verwendung dieser Gleichung
V out = R3 / R1 (V2-V1).
Wenn alle diese Widerstände alle die gleichen ohmschen Werte haben, ist das R1 = R2 = R3. Dann wird die Schaltung zu einem Differenzverstärker mit Einheitsverstärkung.
Anwendungen von Differenzverstärkern
- Es wird als Serien-Gegenkopplungsschaltung unter Verwendung eines Operationsverstärkers verwendet
- Im Allgemeinen verwenden wir einen Differenzverstärker, der als Lautstärkeregler dient.
- Der Differenzial-Operationsverstärker kann als automatische Verstärkungsregelschaltung verwendet werden.
- Einige der Differenzial-Operationsverstärker können zur Amplitudenmodulation verwendet werden.
Invertierende Operationsverstärker
Ein invertierender Verstärker ist eine geschlossene Schleife. Die Operationsverstärkerschaltung ist mit der Rückkopplung verbunden, um die Rückkopplungsoperation zu erzeugen. Beim Umgang mit Operationsverstärkern sind beim Invertieren des Verstärkers zwei sehr wichtige Regeln zu beachten: Es handelt sich nicht um Stromflüsse zum Eingangsanschluss. Und dass V1 immer gleich V2 ist. In realen Operationsverstärkerschaltungen sind diese beiden Regeln jedoch leicht gebrochen.
Dies liegt daran, dass der Übergang des Übergangs des Eingangs- und des Rückkopplungssignals auf dem gleichen Potential liegt wie der positive Eingang, der bei 0 Volt oder Masse liegt, dann ist der Übergang eine virtuelle Erde.
Aufgrund des virtuellen Erdungsknotens ist der Eingangswiderstand des Verstärkers gleich dem Wert des Eingangswiderstands R in und die Regelverstärkung des invertierenden Verstärkers kann durch das Verhältnis der beiden externen Widerstände eingestellt werden.
Wir haben oben gesagt, dass es sehr wichtige Regeln gibt, an die man sich erinnern muss, wenn ein Verstärker invertiert wird oder ein Operationsverstärker unten gezeigt wird
- Zu den Eingangsanschlüssen fließt kein Strom
- Die differentielle Eingangsspannung beträgt 0 als V1 = V2 = 0.
Dann können wir unter Verwendung von zwei Regeln die Gleichung ableiten, indem wir die Regelverstärkung eines invertierenden Verstärkers berechnen
Invertierender Verstärker
I = (Vin-Vout) / (Rin + Rf)
Daher ist I = (Vin-V2) / Rin
I = (V2-Vout) / Rf
Die Verstärkung der geschlossenen Schleife wird als Vout / Vin = -Rf / Rin angegeben
Die Spannungsverstärkung im geschlossenen Regelkreis ist gleich Vout = –Rf / Rin * Vin
Das negative Vorzeichen in der Gleichung zeigt eine Inversion des Ausgangssignals mit dem jeweiligen Eingang als 180 Grad außerhalb der Phase an
Anwendungen des invertierenden Verstärkers
- Der invertierende Verstärker wird voll für Spannungsaddierer oder Summierverstärker verwendet
- Der invertierende Verstärker ist für den skalierenden Sommerverstärker anwendbar.
- Es gilt für symmetrische Verstärker.
Nicht invertierender Verstärker
Nicht invertierender Verstärker, bei dem der Ausgang im gleichen Sinne oder in Phase mit dem Eingang liegt. In dieser Schaltung wird das Signal an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers angelegt. Die Rückkopplung erfolgt jedoch vom Ausgang über einen Widerstand zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers, wo ein anderer Widerstand gegen Masse geführt wird. Der grundlegende nichtinvertierende Verstärker ist in Abb. 1 dargestellt
Nicht invertierender Verstärker
Die Verstärkung der nicht invertierenden Verstärkerschaltung des Operationsverstärkers ist leicht zu bestimmen und der Ausgang des nicht invertierenden Verstärkers ist der gleiche wie die Eingangsspannungen. Damit ist die Verstärkung des Verstärkers außerordentlich hoch.
Da der Eingang des Operationsverstärkers keinen Strom zieht, bedeutet dies, dass der in den Widerständen R1 und R2 fließende Strom und die Spannung an beiden Eingängen gleich sind. Die Gleichung des nicht invertierenden Verstärkers kann als Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1 bezeichnet werden.
Anwendungen von nicht invertierenden Verstärkern
- Ein nicht invertierender Verstärker verwendet eine negative Rückkopplungsverbindung mit Spannungsteilervorspannung.
- Hier ist die Spannungsverstärkung immer größer als 1.
Spannungsfolger
Ein Spannungsfolger wird auch als Einheitsverstärkungsverstärker, Pufferverstärker und Isolationsverstärker bezeichnet. Dies ist eine Operationsverstärkerschaltung mit einer Spannungsverstärkung von 1.
Dies bedeutet, dass der Operationsverstärker keine Verstärkung für das Signal liefert. Der Grund, warum es als Spannungsfolger bezeichnet wird, ist, dass die Ausgangsspannung nicht die Eingangsspannung liefert.
Spannungsfolger
Eine Operationsverstärkerschaltung hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz. Diese hohe Eingangsimpedanz ist ein Grund dafür, dass ein Spannungsfolger verwendet wird. Die Last benötigt und zieht eine große Menge Strom. Dies führt dazu, dass eine enorme Menge an Energie von der Energiequelle s. Spannungsfolger werden auch als Spannungspuffer bezeichnet.
Anwendungen des Spannungsfolgers
- Hohe Eingangsimpedanz und sehr niedrige Ausgangsimpedanz
- Spannungsfolger werden im Allgemeinen verwendet, um Stufen voneinander zu isolieren.
- Der Spannungsfolger wird auch als Spannungspuffer bezeichnet.
Summierverstärker
Der Summierverstärker ist eine der Anwendungen des invertierenden Operationsverstärkers. Wenn wir jedoch einen anderen Eingangswiderstand hinzufügen, dessen Werte dem anderen Eingangswiderstand entsprechen, wird Rin am Ende ein weiterer Operationsverstärker als Summierverstärker bezeichnet.
Summierverstärker
Es ist auch als Spannungsaddiererschaltungssymbol in den obigen Summierverstärkereingangsspannungen V1, V2, V3 und Eingangswiderständen Rin, Feedback Widerstände sind Rf. Der Summiergerät ist in Abb. 1 dargestellt
-Vout = Rf / Rin (V1 + V2 + V3 ... usw.)
Anwendungen des Summierverstärkers
- Der Summierverstärker wird auch als Bipolarverstärker oder unipolarer Wandler bezeichnet.
- Summierverstärker konvertiert Digital-Analog-Wandler
Bildnachweis
- Komparator von Homofaciens
- Invertierender Verstärker von Elektronik-Tutorials
- Nicht invertierender Verstärker von Radioelektronik
- Spannungsfolger von Lernen über Elektronik
- Summierverstärker von Elektronik-Tutorials
