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オペアンプ：回線種別、動作原理。非反転オペアンプの増幅回路。スキーム直流電圧アンプオペアンプ

物品は、標準考える増幅回路は、演算増幅器、及びこの装置の異なる動作モードの一例です。現在までに、制御ユニットはいずれもオペアンプを使用せずに行うことはできません。これは、信号にさまざまな機能を実行することができ、本当に汎用性の高いツールです。それがどのように動作するかについて、何まさにこのデバイスあなたを作り、上を学ぶことを可能にします。

反転増幅器

反転増幅器オペアンプを駆動すると、あなたはイメージでそれを見ることができ、十分に単純です。そのコアに演算増幅器（この記事で考慮接続タイプ）です。また、ここで：

抵抗R1の電圧降下は、入力と同じ値に存在します。
抵抗R2にも有する電圧降下を -それは出力と同じです。

この場合、抵抗値R2の出力電圧の比がR1に対する入力であるが、バックサインです。電圧と抵抗値がゲインを算出することができる知っています。これを行うには、入力電圧と出力電圧を分割します。このように、演算増幅器（スイッチング回路がいずれかを有していてもよい）タイプに関係なく同一のゲインを有することができます。

フィードバックジョブズ

仕事のフィードバック - あなたは、より詳細に理解する必要があり、今1つの重要なポイント。入り口に一定の張力があり、と仮定します。簡単にするために、計算は、1ボルトの値はR1 = 10K、R2 = 100オームと仮定するかかります。

今、その出力段の電圧が0 V次に設定されているので、いくつかの不測の事態があるとし、興味深いパターンが存在する - 二つの抵抗は一緒に、彼らは分圧器から作成し、ペアで作業を開始。反転段の出力では0.91に維持V.これは、OSが不一致入力を修正することができ、出力電圧の低下が発生しています。したがって、演算増幅器の非常に簡単な設計図、例えば、センサーの機能を実現する信号増幅器。

そして、この変更は限り出力値に設定されているとしてそれは同じであるオペアンプ電位の入力でこの瞬間だった10 Vで安定している、非常に毛穴に継続されます。そして、彼らは接地電位と同じになります。一方、デバイスの出力電圧が低下していき、それが入力電位未満で-10 Vがグランドよりも低くなるであろう場合。結果は - 出力電圧が増加し始めます。

このような方式で欠点がある - フィードバックループが閉じている場合、入力インピーダンスは、特に電圧利得の高い値を有する増幅器において、非常に小さいです。すべてのこれらの欠点を奪わ次の議論の設計、。

非反転増幅器

図は、非反転増幅器の図は、オペアンプであることを示しています。それを分析した後、我々はいくつかの結論を出すことができます。

入力に等しいUA電圧値。
R1およびR1とR2の抵抗の和に作業出力電圧の比である電圧UA、オフデバイダと。
UAの値が入力電圧に等しい場合には、利得は、入力に対する出力電圧の比である（またはR2とR1がユニットを追加抵抗に対してであってもよいです）。

この構造は、それが実質的に無限の入力インピーダンスを有し、非反転増幅器と呼ばれます。例えば、オペアンプへの値の411シリーズ - 1012、少なくとも。通常は108オームを超えて、バイポーラ半導体トランジスタを使用したオペアンプのために。株式オーム - そして、ここだけでなく、先に述べた方式では非常に小さく、カスケードの出力インピーダンスです。そして、それは計算がオペアンプで回路を行う際に考慮する必要があります。

スキームACアンプ

記事で説明したどちらの方式では、以前に実行した直流。しかし、入力信号源の通信品質及び増幅器が機能する場合交流入力における電流のための接地を提供すること。そして、あなたは現在の値のサイズが非常に小さいという事実に注意を払う必要があります。

強化ACは、ユニティDC信号に利得を減少させるために必要な信号がある場合に。これは、電圧利得が非常に大きい場合には特にそうです。これにより大幅入力装置に与えられる剪断応力の影響を低減することができます。

交流電圧で動作する回路の第2例

この方式では、で-3dBのライン周波数17Hzを見ることができます。これは、2キロで、コンデンサのインピーダンスから、表示されます。したがって、コンデンサは十分に大きくなければなりません。

AC電源を構築するには、オペアンプを非反転型回路を使用する必要があります。そして、彼は十分な大きさの電圧利得を持っている必要があります。しかし、ここではコンデンサが大きすぎることができますので、それを使用して停止するのが最善です。確かに、ゼロ値に等しくする、右のせん断応力を選択することが必要です。 T字型の分圧器を使用して、回路の両方の抵抗の抵抗値を増加させることができます。

どちらの方式で使用することが好ましいです

彼らは入力で非常に高いインピーダンスを持っているように、ほとんどの開発者は、非反転増幅器に自分の好みを与えます。タイプを反転して無視スキーム。しかし、最後に巨大な利点がある - それは、その「心」であるオペアンプの最も要求の厳しいではありません。

また、特性は、実際には、彼がはるかに優れています。そして、架空の地面の助けを借りて簡単にすべての信号を組み合わせることができ、そして、彼らはお互いにいくつかの影響力を持っていません。これは、構造やオペアンプ用DCアンプ回路に使用することができます。それはすべてあなたのニーズによって異なります。

そして、最も最近 - 場合には、ここで議論全体のスキームは、他のオペアンプの安定した出力に接続されています。この場合、入力のインピーダンスは重要ではない - 少なくとも1キロワット、さらには10、無限ありません。この場合、第一段階は、常に次の関係で、その目的を果たします。

運転リピータ

バイポーラトランジスタ上に構築されたエミッタと同様の電力供給フォロワオペアンプ。そして、同様の機能を実行します。実際には、第一の抵抗に無限大であり、非反転増幅器であり、第二はゼロです。この場合、ゲインは1です。

唯一のリピータ回路用の技術で使用されているオペアンプの特別な種類があります。通常、高速 - 彼らははるかに優れた性能を持っています。一例として、そのような演算増幅器OPA633、LM310、TL068など。後者は、トランジスタのような体、ならびに3つの結論を有します。非常に多くの場合、これらのアンプは、単にバッファと呼ばれています。彼らは、絶縁体の性質（非常に高い入力インピーダンスと非常に低い出力）を持っているという事実。この原則に基づいて構築について、および電流増幅回路はオペアンプです。

アクティブモード

実際には、オペアンプの出力と入力がオーバーロードされないようなモードです。入力回路は、出力で非常に大きな信号を供給する場合、それは単にコレクタまたはエミッタ電圧のレベルをカットし始めます。出力電圧はカットのレベルに固定されている場合でも、 - 入力OC電圧は変更されません。このスケールでの増幅段の電源電圧を超えることはできません。

オペアンプのためのほとんどの回路は全て、具体的に増幅回路の演算増幅器を用いているかに依存し、2 V.しかし大きさが電源電圧よりも小さくなるようにされて計算されます。同じ持続可能性に制限があり、電流源のオペアンプに基づいては。

いくつかの電圧降下がソース浮動負荷であると仮定します。現在は旅行の法線方向である場合は、最初のロードで奇妙な見つけることができます。例えば、いくつかのperepolyusovannyh電池。この設計は、直接充電電流を得るために使用することができます。

いくつかの注意事項

単純な増幅電圧オペアンプ文字通りすることができる（回路のいずれかを選択することができる）、「彼の膝の上」。しかし、それは考慮にいくつかの特別な機能を取る必要があります。ていることを確認してください負のフィードバック回路。また、非反転アンプの入力を反転混同することは受け入れられないと述べています。また、DC用のフィードバックチェーンが存在しなければなりません。それ以外の場合は、オペアンプは飽和モードですぐに移動を開始します。

オペアンプの入力差動電圧のほとんどは、値が非常に小さいです。非反転および反転入力との間の最大の差は、任意の電源接続で5 Vの値に制限することができます。私たちはこの言葉を無視した場合、回路のすべての特性が劣化するという事実につながる電流のかなり大きな値の入り口になります。

この中で最悪の事 - オペアンプの物理的な破壊。その結果、それは完全に増幅回路オペアンプの作業を停止します。

覚えておいてください

そして、もちろん、我々は、オペアンプの安定と長期的な動作を確保するために従うべきルールについて話をする必要があります。

最も重要なこと - DUは、非常に高い電圧利得を有します。入力間の電圧がミリボルトを共有するために変更した場合や、その値の出力が大幅に変更されることがあります。知っていることが重要である：オペアンプの出力は、入力間の電圧差が（理想的に等しい）ゼロに近かったことを確認するために模索しようとしています。

第二のルール - オペアンプの消費電流は非常に小さいが、文字通りナノアンペア。入力に設定されている場合は、電界効果トランジスタ、それがpAで推定されています。入力が関係なく、演算増幅回路に使用されているもの、電流を消費しませんと結論付けることができる - 動作原理は同じまま。

しかし、OUが実際に入力電圧の絶えず変化しているとは思いません。二番目のルールの遵守が存在することになるので、物理的には、この演習では、ほとんど不可能です。すべての入力の評価を行くオペアンプによるもの。外部通信回路のフィードバックを出力から入力電圧に伝達されます。結果 - オペアンプの入力との間には、ゼロの電圧差です。

フィードバックコンセプト

これは、一般的な概念であり、それは既に技術の全ての分野における広い意味で使用されています。任意の制御システムでは、出力信号と設定値（基準）を比較するフィードバックループを有しています。どのような現在の値に応じて - 右方向の補正があります。前記制御システムは何でも、道路を走行しても、車することができます。

ドライバーがブレーキを押すと、フィードバックがある - 減速の始まり。このような単純な例から類推して、私たちはより良い電子回路のフィードバックを理解することができます。負のフィードバック - それはブレーキペダルを押したときに車が加速している場合。

フィードバック電子回路は、トランスミッションは、入力信号に対する出力から発生する過程です。従って、入力信号に落ち着くもあります。一方で、それは非常に賢明な考えではありません、実際には非常にゲインを低下させる、外から見えるかもしれません。このようなレビューは、方法によって、創設者は、電子機器開発のフィードバックで受信しました。実際の回路を検討 - しかし、オペアンプに与える影響でより詳細に理解する必要があります。そして、それはそれが真実であるとややゲインが減少していますが、いくつかの他のオプションを向上させることができますことが明らかになりました。

（彼らの必要につながる）の周波数応答を平滑化します。
これは、アンプの挙動を予測することができます。
非直線性と信号の歪みを解消することが可能。

より多くのフィードバック（私たちは否定について話している）、オープンOSとアンプの性能への影響が少ないです。結果 - すべてのパラメータは、回路のどのような性質にのみ依存しています。

これは、すべてのオペアンプは非常に深いフィードバックをモードで動作していることに注意を払う価値があります。電圧利得（そのオープンループ）は百万にもいくつかに到達することができます。したがって、増幅回路は、演算増幅器は、電源と入力信号レベルのすべてのパラメータのコンプライアンスに極めて過酷です。