オペアンプの実用化。 パート XNUMX。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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つまり、オペアンプです。 さらに、それを OU と呼びます。そうしないと、毎回完全に記述するのは非常に面倒です。

回路図では、ほとんどの場合次のように示されます。

この図は、オペアンプの 180 つの最も重要な結論、つまり XNUMX つの入力と XNUMX つの出力を示しています。 もちろん、電源ピンや場合によっては周波数補正ピンもありますが、後者はあまり一般的ではなくなりました。最新のオペアンプのほとんどにはそれが組み込まれています。 オペアンプの XNUMX つの入力 (反転および非反転) は、それぞれの固有の特性にちなんで名付けられています。 信号を反転入力に入力すると、出力では反転された信号、つまり位相が XNUMX 度シフトされたミラーリングされた信号を受け取ります。 信号を非反転入力に入力すると、出力では位相が変化していない信号を受け取ります。

主な結論と同様に、オペアンプには 10000 つの主要な特性もあります。これらは TriO (または LLC、お好みで) と呼ぶことができます: 非常に高い入力抵抗、非常に高いゲイン (XNUMX 以上)、非常に低い出力抵抗。 オペアンプのもう XNUMX つの非常に重要なパラメータは、出力電圧上昇率 (ブルジョワ用語ではスルー レート) と呼ばれます。 これは実際には、特定のオペアンプの性能、つまり入力電圧が変化したときに出力電圧をどれだけ早く変化させることができるかを意味します。

このパラメーターは、XNUMX 秒あたりのボルト数 (V/s) で測定されます。

このパラメータは、主に超音波周波数を設計する同志にとって重要です。オペアンプが十分に高速でない場合、高周波での入力電圧に追いつけず、かなりの非線形歪みが発生するためです。 最新の汎用オペアンプのスルーレートは 10V/μs 以上です。 高速オペアンプの場合、このパラメータの値は 1000V/μs に達することがあります。

次の式を使用して、信号スルーレートの観点から、このオペアンプまたはそのオペアンプが目的に適しているかどうかを評価できます。

ここで、fmax は正弦波信号の周波数、Vmax は信号のスルーレート、Vout は最大出力電圧です。

さて、もう猫の尻尾を引っ張るのはやめましょう - この作品の主なタスクに取り掛かりましょう - 実際、これらのクールなものがどこにくっついているのか、そしてそこから何が得られるのか。

OSをオンにするための最初のスキーム - 反転増幅器.

最も一般的で一般的なオペアンプ アンプ回路。 入力信号は反転入力に印加され、非反転入力は共通線に接続されます。

ゲインは抵抗 R1 と R2 の比によって決まり、次の式を使用して計算されます。

なぜ「マイナス」なのか？ ご存知のとおり、反転アンプでは出力信号の位相が入力の位相を「反映」しているためです。

入力抵抗は抵抗 R1 によって決まります。 たとえば、その抵抗が 100 kOhm の場合、アンプの入力インピーダンスは 100 kOhm になります。

次のスキームは 入力インピーダンスを高めた反転アンプ.

前の回路は、入力インピーダンスとゲインの比率が特定のプロジェクトの実装に適していない可能性があるという 100 つのニュアンスを除いて、すべての点で良好です。 結局のところ、何が起こるのでしょうか - K = 2 のアンプが必要だとしましょう。 次に、抵抗値は妥当な制限内にある必要があるという事実に基づいて、R1 = 1 MOhm、R10 = 10 kOhm とします。 つまり、アンプの入力インピーダンスは XNUMX kΩ になりますが、場合によってはこれでは十分ではありません。

これらのケースでは、次のスキームを適用できます。

この場合、ゲインは次の式を使用して計算されます。

つまり、同じ利得であれば、抵抗Ｒ１を大きくすることができるので、増幅器の入力インピーダンスを大きくすることができる。

さらに行きましょう - 非反転アンプ.

次のようになります。

ゲイン係数は次のように定義されます。

この場合、ご覧のとおり、マイナスはありません。入力と出力の信号の位相は同じです。

反転アンプとの主な違いは、入力抵抗が増加しており、10 MΩ 以上に達する場合があります。

この回路を実際の設計に実装するときに、前段から DC デカップリングを行う必要がある場合、つまり分離コンデンサを取り付ける必要がある場合は、OP の入力間に約 100 kΩ の抵抗を接続する必要があります。図に示すように、アンプとコモン線を接続します。

これを行わないと、オペアンプが過剰に励起され、有益な効果が得られなくなります。 まあ、出力が半分になることを除いて。

可変ゲインアンプ.

R1=R2=R3=Rとしましょう。 そして、可変抵抗器 R1 の回転に応じて 0 から 3 までの値を取ることができる特定の変数 A を導入しましょう。

この場合、ゲインは次のように定義できます。

K=2A-1

入力抵抗は実質的に可変抵抗スライダーの位置に依存しません。

それで、私たちはアンプを考え出しました - そして計画通りに完成しました - フィルター.

出版物: radiokot.ru

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