- Konfigurasi Penguat Operasi Tidak Terbalik
- Keuntungan Op-amp tidak terbalik
- Contoh Amali Penguat Tidak Membalikkan
- Pengikut Voltan atau Penguat Keuntungan Unity
Op-Amp, kependekan untuk penguat operasi adalah tulang belakang elektronik Analog. Penguat operasi adalah komponen elektronik yang digabungkan dengan DC yang menguatkan Voltan dari input pembezaan menggunakan maklum balas perintang. Op-Amps terkenal kerana fleksibiliti kerana dapat dikonfigurasikan dalam pelbagai cara dan boleh digunakan dalam pelbagai aspek. Litar op-amp terdiri daripada beberapa pemboleh ubah seperti lebar jalur, impedans input, dan output, margin keuntungan dll. Kelas op-amp yang berbeza mempunyai spesifikasi yang berbeza bergantung pada pemboleh ubah tersebut. Terdapat banyak op-amp yang tersedia dalam pakej litar bersepadu (IC) yang berbeza, beberapa op-amp mempunyai dua atau lebih op-amp dalam satu pakej. LM358, LM741, LM386 adalah beberapa IC Op-amp yang biasa digunakan. Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai Op-amp dengan mengikuti bahagian litar Op-amp kami.
Op-amp mempunyai dua pin input pembeza dan pin output bersama dengan pin kuasa. Kedua-dua pin input pembezaan itu ialah pin pembalik atau pin Negatif dan Bukan pembalik atau Positif. Op-amp menguatkan perbezaan voltan antara dua pin input ini dan memberikan output yang diperkuat melintasi Vout atau pin outputnya.
Bergantung pada jenis input, op-amp boleh diklasifikasikan sebagai Inverting atau Non-inverting. Dalam tutorial ini, kita akan belajar bagaimana menggunakan op-amp dalam konfigurasi tidak berbalik.
Dalam konfigurasi bukan pembalik, isyarat masukan diterapkan di terminal input bukan pembalik (terminal positif) op-amp. Oleh kerana itu, output yang diperkuat menjadi " dalam fasa " dengan isyarat input.
Seperti yang telah kita bincangkan sebelumnya, Op-amp memerlukan maklum balas untuk memperkuatkan isyarat input. Ini secara umum dicapai dengan menerapkan sebahagian kecil voltan keluaran kembali ke pin pembalik (Sekiranya terdapat konfigurasi bukan pembalik) atau pada pin bukan pembalik (Sekiranya pin terbalik), menggunakan rangkaian pembahagi voltan.
Konfigurasi Penguat Operasi Tidak Terbalik
Pada gambar atas, op-amp dengan konfigurasi Non-pembalik ditunjukkan. Isyarat yang perlu diperkuat menggunakan op-amp dimasukkan ke dalam pin positif atau Non-pembalik litar op-amp, sedangkan pembahagi voltan menggunakan dua perintang R1 dan R2 memberikan sebahagian kecil output ke pembalik pin litar op-amp. Kedua-dua perintang ini memberikan maklum balas yang diperlukan kepada op-amp. Dalam keadaan ideal, pin input op-amp akan memberikan impedans input yang tinggi dan pin output akan berada dalam impedans output rendah.
Penguatan bergantung pada dua perintang maklum balas (R1 dan R2) yang disambungkan sebagai konfigurasi pembahagi voltan. R2 disebut sebagai Rf (Feedback resistor)
Output pembahagi voltan yang dimasukkan ke dalam pin penguat bukan pembalik sama dengan Vin, kerana titik persimpangan voltan Vin dan voltan terletak di seberang nod tanah yang sama.
Oleh kerana itu, dan kerana Vout bergantung pada rangkaian maklum balas, kita dapat mengira kenaikan voltan gelung tertutup seperti di bawah.
Keuntungan Op-amp tidak terbalik
Oleh kerana Voltage Output Voltage sama dengan Voltage input , Divider Vout = Vin
Jadi, Vin / Vout = R1 / (R1 + Rf) Atau, Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1
Jumlah voltan penguat (Av) ialah Vout / Vin
Jadi, Av = Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1
Dengan menggunakan formula ini kita dapat menyimpulkan bahawa kenaikan voltan gelung tertutup penguat operasi Bukan Pembalik adalah,
Av = Vout / Vin = 1 + (Rf / R1)
Oleh itu, dengan faktor ini, keuntungan op-amp tidak boleh lebih rendah daripada kenaikan kesatuan atau 1. Juga, keuntungan akan positif dan tidak boleh dalam bentuk negatif. Keuntungan secara langsung bergantung pada nisbah Rf dan R1.
Sekarang, yang menarik adalah, jika kita meletakkan nilai perintang maklum balas atau Rf sebagai 0, keuntungan akan menjadi 1 atau kesatuan. Dan jika R1 menjadi 0, maka keuntungan akan menjadi tak terhingga. Tetapi hanya mungkin secara teori. Pada hakikatnya, banyak bergantung pada tingkah laku op-amp dan perolehan gelung terbuka.
Op-amp juga boleh digunakan dua tegangan input voltan tambah sebagai penjumlahan penjumlahan.
Contoh Amali Penguat Tidak Membalikkan
Kami akan merancang litar op-amp yang tidak terbalik yang akan menghasilkan kenaikan voltan 3x pada output yang membandingkan voltan input.
Kami akan membuat input 2V dalam op-amp. Kami akan mengkonfigurasi op-amp dalam konfigurasi tidak berbalik dengan keupayaan memperoleh 3x. Kami memilih nilai perintang R1 sebagai 1.2k, Kami akan mengetahui nilai perintang Rf atau R2 dan akan mengira voltan keluaran setelah penguatan.
Oleh kerana keuntungan bergantung pada perintang dan formula adalah Av = 1 + (Rf / R1)
Dalam kes kami, keuntungan adalah 3 dan nilai R1 adalah 1. 2k. Jadi, nilai Rf adalah, 3 = 1 + (Rf / 1.2k) 3 = 1 + (1.2k + Rf / 1.2k) 3.6k = 1.2k + Rf 3.6k - 1.2k = Rf Rf = 2.4k
Selepas penguatan, voltan output akan menjadi
Av = Vout / Vin 3 = Vout / 2V Vout = 6V
Litar contoh ditunjukkan dalam gambar di atas. R2 adalah perintang maklum balas dan output yang diperkuat akan 3 kali ganda daripada input.
Pengikut Voltan atau Penguat Keuntungan Unity
Seperti yang telah dibincangkan sebelumnya, jika kita membuat Rf atau R2 sebagai 0, itu berarti tidak ada rintangan pada R2, dan Resistor R1 sama dengan tak terhingga maka keuntungan penguat akan menjadi 1 atau ia akan mencapai keuntungan kesatuan. Oleh kerana tidak ada rintangan di R2, outputnya dipendekkan dengan input op-amp yang negatif atau terbalik. Oleh kerana gain adalah 1 atau kesatuan, konfigurasi ini disebut sebagai konfigurasi penguat gain atau pengikut voltan atau penyangga.
Semasa kami meletakkan isyarat input melintasi input positif op-amp dan isyarat output berada dalam fasa dengan isyarat input dengan keuntungan 1x, kami mendapat isyarat yang sama di seluruh output penguat. Oleh itu voltan output sama dengan voltan input. Voltan keluar = Voltan di.
Jadi, ia akan mengikuti voltan input dan menghasilkan isyarat replika yang sama di seluruh outputnya. Inilah sebabnya mengapa ia dipanggil rangkaian pengikut voltan.
The galangan input daripada op-amp adalah sangat tinggi apabila pengikut voltan atau keuntungan perpaduan konfigurasi digunakan. Kadang kala impedans input jauh lebih tinggi daripada 1 Megohm. Oleh itu, kerana impedans input yang tinggi, kita dapat menerapkan isyarat lemah di seluruh input dan tidak ada arus yang akan mengalir di pin input dari sumber isyarat ke penguat. Sebaliknya, impedans output sangat rendah, dan ia akan menghasilkan input isyarat yang sama, dalam output.
Dalam konfigurasi pengikut voltan gambar di atas ditunjukkan. Output disambungkan secara langsung di terminal negatif op-amp. Keuntungan konfigurasi ini adalah 1x.
Seperti yang kita tahu, Keuntungan (Av) = Vout / Vin Jadi, 1 = Vout / Vin Vin = Vout.
Oleh kerana impedans input yang tinggi, arus input adalah 0, jadi daya input juga 0 juga. Pengikut voltan memberikan keuntungan kuasa yang besar di seluruh outputnya. Kerana tingkah laku ini, pengikut voltan digunakan sebagai litar penyangga.
Juga, konfigurasi penyangga memberikan faktor pengasingan isyarat yang baik. Oleh kerana ciri ini, rangkaian pengikut voltan digunakan dalam penapis aktif jenis kunci Sallen di mana tahap penapis diasingkan antara satu sama lain menggunakan konfigurasi op-amp pengikut voltan.
Terdapat litar penyangga digital juga tersedia, seperti 74LS125, 74LS244 dll.
Oleh kerana kita dapat mengawal keuntungan penguat bukan pembalik, kita dapat memilih beberapa nilai perintang dan dapat menghasilkan penguat bukan pembalik dengan julat keuntungan berubah.
Penguat bukan pembalik digunakan dalam sektor elektronik audio, juga dalam ruang lingkup, pengadun, dan berbagai tempat di mana logik digital diperlukan menggunakan elektronik analog.