Para aprender mejor sobre los amplificadores operativos, la siguiente 16 Las preguntas y las respuestas pueden familiarizarse rápidamente con los conceptos básicos de los amplificadores operativos.
1. En general, habrá una resistencia al equilibrio en la inversión / circuito amplificador en fase. ¿Cuál es la función de esta resistencia de equilibrio??
(1) Proporcionar una polarización estática adecuada para los transistores dentro del chip..
Los circuitos dentro del chip suelen estar acoplados directamente., que puede ajustar automáticamente el punto de trabajo estático. Sin embargo, si un pin de entrada está conectado directamente a la fuente de alimentación o a tierra, su función de ajuste automático es anormal, porque los transistores dentro del chip no pueden aumentar el voltaje del cable de tierra ni reducir el voltaje de la fuente de alimentación, lo que lleva a que el chip no pueda cumplir las condiciones de corta virtual y pausa virtual, El circuito debe analizarse por separado..
(2) Para eliminar la influencia de la corriente de base estática en el voltaje de salida., la magnitud debe equilibrarse con la resistencia equivalente de la ruta de CC externa en los dos terminales de entrada, que es también la razón de su nombre.
2. ¿Cuál es la función del amplificador operacional proporcional en fase con un capacitor en la resistencia de retroalimentación?[/ H1] (1) La resistencia de retroalimentación y el condensador forman un filtro de paso alto., que es particularmente potente para la amplificación local de alta frecuencia.
(2) Prevenir la autoexcitación.
Comprensión básica del amplificador operativo
3. ¿Cuáles son las consecuencias si el circuito amplificador en fase del amplificador operacional no está conectado a la resistencia de equilibrio??
Quemar el amplificador operacional puede dañarlo., Y la resistencia puede desempeñar el papel de división de voltaje..
4. ¿Qué papel puede desempeñar la resistencia desplegable al levantar el capacitor en la entrada del amplificador operacional??
Es para obtener el problema de la retroalimentación positiva y la retroalimentación negativa., que depende de la conexión específica. Por ejemplo, si tomo la señal de voltaje de entrada actual y la señal de voltaje de salida, y luego saque un cable en el extremo de salida para conectarlo a la sección de entrada, entonces debido a la resistencia anterior, parte de la señal de salida obtiene un valor de voltaje después de pasar por la resistencia, derivando el voltaje de entrada para reducir el voltaje de entrada, que es una retroalimentación negativa. Porque la señal emitida por la fuente de señal es siempre constante, La señal de salida se puede corregir mediante retroalimentación negativa..
5. El amplificador operacional está conectado a un integrador.. ¿Cuál es el papel de la resistencia RF en paralelo en ambos extremos del condensador integrador??
La resistencia de descarga se utiliza para evitar que el voltaje de salida se salga de control..
6. ¿Por qué las resistencias y los condensadores suelen estar conectados en serie a la entrada de los amplificadores operacionales??
Si está familiarizado con el circuito interno del amplificador operacional, sabrás que no importa qué amplificador operacional esté compuesto por varios transistores o tubos MOS. En ausencia de componentes externos., El amplificador operacional es un comparador.. Cuando el voltaje en el terminal en fase es alto, generará un nivel similar al voltaje positivo, y viceversa… Pero este amplificador operacional parece ser de poca utilidad.. Sólo cuando se forma un circuito externo en forma de retroalimentación., ¿Puede el amplificador operacional tener las funciones de amplificación?, inversión y así sucesivamente
7. ¿Cuáles son las consecuencias si la resistencia de equilibrio del circuito de amplificación en fase del amplificador operacional es incorrecta??
(1) El terminal inversor en fase está desequilibrado., y también habrá salida cuando la entrada sea 0. Cuando se introduce la señal de entrada, el valor de salida es siempre un número fijo mayor (o más pequeño) que el valor de salida teórico.
(2) El error causado por la corriente de polarización de entrada no se puede eliminar..
8. ¿Cuál es el factor de amplificación de un amplificador operacional integrado ideal?, ¿Cuál es la impedancia de entrada?, y ¿cuál es el voltaje entre la entrada en fase y la entrada inversora??
La ampliación es infinita., la impedancia de entrada es infinitesimal, Y el voltaje entre la entrada de la misma dirección y la entrada inversa es casi el mismo (no 0!!! (10V en el extremo opuesto y 9,99999v en el extremo opuesto)
9. Disculpe, ¿Por qué la ganancia en bucle abierto de un amplificador operacional ideal es infinita??
(1) La ganancia real en bucle abierto del amplificador operacional es más que 100000, lo cual es muy, muy grande. Por lo tanto, la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional real se imagina como infinita, y el terreno virtual se deriva.
(2) La tierra virtual derivada es sólo para el amplificador inversor..
Se ve en el libro que la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional es infinita., para que cuando diseñemos el circuito, La ganancia de bucle cerrado no puede estar limitada por la ganancia de bucle abierto., pero solo depende de los componentes externos. Es sacrificar una gran ganancia de bucle abierto por la estabilidad de la ganancia de bucle cerrado..
(3) Se deriva que la tierra virtual no es solo el amplificador inversor cuando el amplificador operacional está conectado con retroalimentación negativa.; No hay terreno virtual en la retroalimentación positiva.
(4) Es bien entendido que si la ganancia es pequeña, para un voltaje de salida, la diferencia entre los voltajes aplicados en ambos extremos del amplificador operacional es relativamente grande. Si está conectado al estado de retroalimentación negativa, el voltaje en ambos extremos del amplificador operacional será inconsistente, resultando en un error de amplificación.
(5) Hay dos condiciones para la realización de “corto virtual” de amplificador operacional:
1) La ganancia de bucle abierto a del amplificador operacional debe ser lo suficientemente grande.;
2) Habrá un circuito de retroalimentación negativa..
Primero, Sabemos que el voltaje de salida Vo del amplificador operacional es igual a la diferencia vid entre el voltaje de entrada de la fase positiva y el voltaje de entrada de la fase inversa multiplicada por la ganancia de bucle abierto a del amplificador operacional.. Eso es, VO = vídeo * un = (VI – VI -) * a (1) Dado que el voltaje de salida del amplificador operacional no excederá el voltaje de la fuente de alimentación en la práctica., es un valor limitado.
En este caso, si a es grande, (VI – VI -) debe ser pequeño; Si (VI – VI -) es pequeño hasta cierto punto, en realidad podemos considerarlo como 0. En este momento, habrá VI = VI -, eso es, el voltaje en la entrada en fase del amplificador operacional es igual al voltaje en la entrada inversora, que parece estar conectado entre sí. esto se llama “cortocircuito virtual”. Tenga en cuenta que no están realmente conectados, y hay resistencia entre ellos, que hay que tener en cuenta.
En la discusión anterior, ¿Cómo obtenemos el resultado de “corto virtual”?
Nuestro punto de partida es la fórmula. (1), cual es la caracteristica del amplificador operacional. no hay problema. Podemos estar seguros. Entonces, hicimos dos suposiciones importantes. Una es que el voltaje de salida del amplificador operacional es limitado, lo cual no es problema. Por supuesto, La salida del amplificador operacional no excederá la fuente de alimentación., entonces esta suposición es cierta, así que no lo mencionaremos en el futuro. La segunda es que la ganancia de bucle abierto a del amplificador operacional es muy grande..
La a de un amplificador operacional ordinario suele ser hasta la sexta, 7el poder de 10 o incluso más alto. Esta suposición generalmente no es un problema., pero no olvide que la ganancia real de bucle abierto del amplificador operacional también está relacionada con su estado de funcionamiento.. Si dejas la región lineal, a no es necesariamente grande. Por lo tanto, este segundo supuesto es condicional. Recordemos esto primero.
Por lo tanto, Sabemos que cuando la ganancia en bucle abierto a del amplificador operacional es grande, El amplificador operacional puede tener “corto virtual”. Pero esto es sólo una posibilidad., no automático. Nadie creerá que las dos entradas de un amplificador operacional son “corto virtual”“ “corto virtual” sólo se puede realizar en un circuito específico.
Las condiciones para la existencia de “corto virtual” son:
1) La ganancia de bucle abierto a del amplificador operacional debe ser lo suficientemente grande.;
2) Habrá un circuito de retroalimentación negativa..
Después de comprender las condiciones de “corto virtual”, podemos juzgar fácilmente cuándo podemos y no podemos usar “corto virtual” para análisis de circuitos. De hecho, condición (1) Es cierto para la mayoría de los amplificadores operacionales., y la clave depende del área de trabajo.
Si es el circuito del libro., juzgar por cálculo; Si es un circuito real, Puedes saber si el voltaje de salida del amplificador operacional es razonable midiendo el instrumento.. Otra situación relacionada con “corto virtual” se llama “terreno virtual”, eso es, el “corto virtual” cuando un terminal de entrada está conectado a tierra, que no es una situación nueva.
Algunos libros dicen que “corto virtual” Sólo se puede utilizar bajo la condición de una retroalimentación negativa profunda.. No creo que esto sea exacto.. Creo que el pensamiento subyacente es que en el caso de una retroalimentación negativa profunda, Es más probable que el amplificador operacional funcione en la región lineal.. Pero esto no es cierto.. Cuando la señal de entrada es demasiado grande, el amplificador operacional con retroalimentación negativa profunda todavía entra en saturación.
Por lo tanto, debe juzgarse de manera confiable por el valor del voltaje de salida.
10. La señal de entrada se agrega directamente al terminal de entrada en fase., y el terminal de entrada inversora está conectado a tierra a través de una resistencia. Por qué u_= U =Ui≠0? ¿No es un lugar vacío??
Suplemento de problemas: Se deben cumplir ciertas condiciones para formar deficiencia y dificultad.. ¿Tiene que cumplir ciertas condiciones para formar un terreno virtual?? Qué es? Por qué?
(1) En el circuito amplificador en fase., la salida te hace () rastrear automáticamente U (-) a través de retroalimentación, para que tu () – Ud. (-) Estará cerca de 0. Parece que ambos extremos están en cortocircuito., así se llama “corto virtual”.
(2) Debido al fenómeno del cortocircuito virtual y a la alta resistencia de entrada del amplificador operacional, La corriente que fluye a través de los dos terminales de entrada del amplificador operacional es muy pequeña., cerca de 0. Este fenómeno se llama “descanso virtual” (descanso virtual se deriva de corto virtual, no creas que los dos son contradictorios)
(3) La tierra virtual está en el circuito amplificador operacional inversor., () terminal está conectado a tierra, (-) red de aportes y retroalimentación. Debido a la existencia de cortos virtuales, tu (-) y tú () [potencial igual a 0] estan muy cerca, por eso se llama conexión a tierra falsa en (-) fin – “terreno virtual”
(4) Acerca de las condiciones: El corto virtual es una característica importante del circuito cerrado. (en breve, con retroalimentación) Estado de funcionamiento del circuito amplificador en fase., Y la tierra virtual es una característica importante del circuito amplificador inverso en el estado de funcionamiento de circuito cerrado.. Preste atención a comprender la condición del corto virtual. (como “cerca de la igualdad”), debería estar bien.
11. Siempre pienso que hay algo extraño en el modelo de amplificador operacional.. El primero es “corto virtual”, porque “corto virtual”. Cuando el amplificador operacional está conectado al amplificador en fase, Los potenciales de las dos entradas son iguales.. En este momento, si la forma de onda de la entrada medida es la misma, es como una señal de modo común. De hecho, todavía hay pequeñas señales de modo diferencial en las dos entradas, Sin embargo, de este modo, el “corto virtual” artificialmente (porque el corto virtual es el resultado de una profunda retroalimentación negativa, que es artificial) aumenta la señal de modo común en las dos entradas, lo que plantea un desafío para el rendimiento del amplificador operacional. ¿Por qué deberían usarse así los amplificadores operacionales??
(1) La señal de modo común del amplificador en fase es mucho mayor que la del amplificador inversor., y el requisito de tasa de rechazo de modo común es alto.
(2) mi opinión sobre “Capacidad de supresión de señal en modo común del mismo amplificador e inverso.” las ventajas y desventajas (valor de base de datos) La relación de supresión de señal en modo común del amplificador operacional depende principalmente de la simetría y la ganancia del amplificador interno. (solo interno) amplificador diferencial del amplificador operacional. Es obvio que ningún amplificador operacional proporciona su relación de rechazo en modo común y adjunta las condiciones estructurales de los circuitos externos..
Para entrada de un solo extremo, ya sea en fase o inversa, el valor de modo común equivalente es la mitad del valor de entrada. Sin embargo, porque la impedancia de entrada de la amplificación en fase suele ser mayor que la de la amplificación inversa, su capacidad antiinterferencia es ciertamente peor.
Como se mencionó anteriormente, al invertir la entrada, el voltaje del terminal inversor es casi cero, por lo que solo hay un cambio de tubo en el voltaje del colector del tubo diferencial. Durante la entrada en fase, El voltaje en el extremo inversor es igual al del extremo en fase., entonces el voltaje en modo común es igual al voltaje de entrada! Es decir, el voltaje del colector del transistor de par diferencial cambia en la misma dirección además de las partes de los dos transistores que cambian en diferentes direcciones al mismo tiempo, cual es el voltaje de salida en modo común.
Se suma en fase con el voltaje de uno de los tubos.. Por lo tanto, es fácil llevar a la saturación (o corte) del tubo. Afortunadamente, la amplificación del voltaje en modo común es solo una decenas de miles de la ampliación en modo diferencial.
Lo anterior no significa que la relación de rechazo del modo común de la entrada en modo diferencial y la entrada en modo común del amplificador sea diferente.! Debería ser una entrada en fase., y se agregará una señal de modo común equivalente a la entrada! Por lo tanto, El modo de amplificación en fase debe usarse con precaución cuando la señal de entrada es grande..
12. ¿Por qué los amplificadores operacionales generalmente tienen que escalarse inversamente??
La principal diferencia entre el método de entrada inversa y el método de entrada en fase es:
Para el método de entrada inversor, una resistencia de equilibrio está conectada a tierra en el terminal en fase, y no hay corriente en esta resistencia (porque la resistencia de entrada del amplificador operacional es muy grande), por lo que este terminal en fase es aproximadamente igual al potencial de tierra, que se llama “terreno virtual”, y el potencial eléctrico del terminal inversor y el terminal en fase está muy cerca, entonces también hay “terreno virtual” en el terminal inversor.
La ventaja del terreno virtual es que no hay señal de entrada en modo común.. Incluso si la relación de rechazo de modo común de este amplificador operacional no es alta, no hay salida en modo común. El método de conexión de entrada en fase no tiene “terreno virtual”. Cuando se utiliza una señal de entrada de un solo extremo, Se generará una señal de entrada de modo común.. Incluso si se utiliza un amplificador operacional con una alta relación de rechazo de modo común, todavía habrá una salida en modo común.
Por lo tanto, en general, En la medida de lo posible se utilizará el método de conexión de entrada inversa..
13. Algunos amplificadores operacionales emitirán incluso si no se ingresa voltaje después del encendido, y la salida no es pequeña, entonces VCC / 2 A menudo se utiliza como voltaje de referencia..
El amplificador operacional tiene salida sin ninguna entrada., que es causado por la estructura de diseño asimétrica del propio amplificador operacional, eso es, el voltaje de compensación de entrada Vos, que es un parámetro de rendimiento muy importante del amplificador operacional. VCC / 2 Se utiliza a menudo como voltaje de referencia del amplificador operacional porque el amplificador operacional está en el estado de funcionamiento de fuente de alimentación única.. En este momento, la referencia real del amplificador operacional es VCC / 2. Por lo tanto, un sesgo DC de VCC / 2 A menudo se proporciona en el extremo positivo del amplificador operacional., Y la tierra se utiliza a menudo como referencia cuando se suministran las fuentes de alimentación positiva y negativa..
Es necesario prestar atención a muchas cuestiones a la hora de seleccionar un amplificador operacional.. En condiciones no muy estrictas, el voltaje de funcionamiento, corriente de salida, consumo de energía, ganar ancho de banda producto, precio, etc.. A menudo es necesario considerar el tipo de amplificador operacional.. Por supuesto, cuando el amplificador operacional se utiliza en condiciones especiales, Es necesario considerar diferentes factores de influencia..
Comprensión básica del amplificador operativo
14. ¿Por qué el circuito amplificador compuesto por un amplificador operacional generalmente muestra el modo de entrada inversa??
(1) La principal diferencia entre el método de entrada inversa y el método de entrada en fase es:
Para el método de entrada inversor, una resistencia de equilibrio está conectada a tierra en el terminal en fase, y no hay corriente en esta resistencia (porque la resistencia de entrada del amplificador operacional es muy grande), por lo que este terminal en fase es aproximadamente igual al potencial de tierra, que se llama “terreno virtual”, y el potencial eléctrico del terminal inversor y el terminal en fase está muy cerca, entonces también hay “terreno virtual” en el terminal inversor.
La ventaja del terreno virtual es que no hay señal de entrada en modo común.. Incluso si la relación de rechazo de modo común de este amplificador operacional no es alta, no hay salida en modo común. El método de conexión de entrada en fase no tiene “terreno virtual”. Cuando se utiliza una señal de entrada de un solo extremo, Se generará una señal de entrada de modo común.. Incluso si se utiliza un amplificador operacional con una alta relación de rechazo de modo común, todavía habrá una salida en modo común. Por lo tanto, en general, En la medida de lo posible se utilizará el método de conexión de entrada inversa..
(2) La fase positiva es el oscilador., La fase invertida puede estabilizar el amplificador., y la retroalimentación negativa está conectada
(3) En principio, Es posible conectar un circuito de amplificación proporcional en fase.. Sin embargo, en aplicación práctica, la señal amplificada (es decir. señal de modo diferencial) suele ser muy pequeño. En este momento, Se debe prestar atención a suprimir el ruido. (generalmente señal de modo común). El circuito de amplificación proporcional en fase tiene poca capacidad de supresión de la señal de modo común., y la señal a amplificar quedará sumergida en el ruido, lo cual no es propicio para el posprocesamiento. Por lo tanto, Generalmente se selecciona el circuito de amplificación proporcional inversa con buena capacidad de supresión..
15. ¿Cuáles son las características importantes del amplificador??
(1) Si el voltaje en ambas entradas del amplificador operacional es 0V, el voltaje de salida también debe ser igual a 0V. Pero de hecho, siempre hay algo de voltaje en la salida, que se llama tensión de compensación Vos. Si el voltaje de compensación en la salida se divide por la ganancia de ruido del circuito, el resultado se llama voltaje de compensación de entrada o voltaje de compensación de referencia de entrada. Esta característica generalmente se proporciona en Vos en la tabla de datos..
El Vos equivale a una fuente de voltaje conectada en serie con la entrada inversora del amplificador operacional.. Se debe aplicar un voltaje diferencial a ambas entradas del amplificador para producir una salida de 0V..
(2) La impedancia de entrada del amplificador operacional ideal es infinita., por lo que no habrá corriente fluyendo hacia la entrada. Sin embargo, un amplificador operacional real usando transistor bipolar (bjt) en la etapa de entrada requiere algo de corriente operativa, que se llama corriente de polarización (BI). Generalmente hay dos corrientes de polarización.: BI y BI -, que fluyen hacia las dos entradas respectivamente. El rango de valores IB es muy grande., que es un tipo especial de amplificador operacional
