ไม่ใช่

Op-Amp ย่อมาจาก แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้ คือกระดูกสันหลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้คือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อกับ DC ซึ่งขยายแรงดันไฟฟ้าจากอินพุตที่แตกต่างกันโดยใช้การตอบกลับของตัวต้านทาน Op-Amps ได้รับความนิยมในเรื่องความคล่องตัวเนื่องจากสามารถกำหนดค่าได้หลายวิธีและสามารถใช้งานได้หลายด้าน วงจรออปแอมป์ประกอบด้วยตัวแปรไม่กี่ตัวเช่นแบนด์วิดท์อินพุทและอิมพีแดนซ์เอาท์พุตอัตรากำไรเป็นต้นออปแอมป์คลาสต่างๆมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับตัวแปรเหล่านั้น มีออปแอมป์มากมายในแพ็คเกจวงจรรวม (IC) ที่แตกต่างกันไอซีของออปแอมป์บางตัวมีออปแอมป์สองตัวหรือมากกว่าในแพ็คเกจเดียว LM358, LM741, LM386 เป็นไอซี Op-amp ที่ใช้กันทั่วไป คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Op-amps ได้โดยทำตามส่วนวงจร Op-amp ของเรา

ออปแอมป์มีพินอินพุตที่แตกต่างกันสองพินและพินเอาท์พุตพร้อมกับพินเพาเวอร์ พินอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลทั้งสองนี้กำลังกลับพินหรือพินเชิงลบและไม่กลับด้านหรือบวก ออปแอมป์จะขยายความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างพินอินพุตสองตัวนี้และให้เอาต์พุตที่ขยายผ่านขา Vout หรือขาออก

op-amp สามารถจัดประเภทเป็น Inverting หรือ Non-reverse ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทอินพุต ในการกวดวิชานี้เราจะได้เรียนรู้วิธีการใช้สหกรณ์แอมป์ใน noninverting การกำหนดค่า

ในการกำหนดค่าแบบไม่กลับด้านสัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับขั้วอินพุตที่ ไม่กลับด้าน(ขั้วบวก) ของ op-amp ด้วยเหตุนี้เอาต์พุตที่ขยายจึงกลายเป็น“ อินเฟส ” พร้อมกับสัญญาณอินพุต

ในฐานะที่เรากล่าวถึงก่อนOp-amp ต้องการข้อเสนอแนะในการขยายสัญญาณอินพุต โดยทั่วไปทำได้โดยการใช้ส่วนเล็ก ๆ ของแรงดันไฟฟ้าขาออกกลับไปที่ขากลับด้าน (ในกรณีของการกำหนดค่าที่ไม่กลับด้าน) หรือในพินที่ไม่กลับด้าน (ในกรณีของขากลับด้าน) โดยใช้เครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า

การกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์เชิงปฏิบัติการแบบไม่กลับด้าน

ในภาพบนจะแสดงop-amp ที่มีการกำหนดค่าแบบไม่กลับด้าน สัญญาณที่จำเป็นในการขยายโดยใช้ op-amp จะถูกป้อนเข้าไปในขาบวกหรือไม่กลับด้านของวงจร op-amp ในขณะที่ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ตัวต้านทานสองตัวR1และR2ให้ส่วนเล็ก ๆ ของเอาต์พุตไปยังการกลับด้าน พินของวงจร op-amp ตัวต้านทานทั้งสองนี้กำลังให้ข้อเสนอแนะที่จำเป็นแก่ op-amp ในสภาวะที่เหมาะสมขาอินพุตของ op-amp จะให้อิมพีแดนซ์อินพุตสูงและขาเอาต์พุตจะมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ

การขยายจะขึ้นอยู่กับตัวต้านทานแบบป้อนกลับสองตัว (R1และR2) ที่เชื่อมต่อเป็นคอนฟิกูเรชันตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R2เรียกว่าRf (ตัวต้านทานแบบป้อนกลับ)

เอาต์พุตตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าซึ่งป้อนเข้ากับพินที่ไม่กลับด้านของแอมพลิฟายเออร์จะเท่ากับ Vin เนื่องจากจุดเชื่อมต่อของ Vin และตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตั้งอยู่บนโหนดกราวด์เดียวกัน

ด้วยเหตุนี้และเนื่องจาก Vout ขึ้นอยู่กับเครือข่ายป้อนกลับเราจึงสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าวงปิดได้ดังต่อไปนี้

กำไรของ Op-amp แบบไม่กลับด้าน

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าขาออกของตัวแบ่งแรงดันจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าDivider Vout = Vin

ดังนั้น Vin / Vout = R1 / (R1 + Rf) หรือ, Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

แรงดันไฟฟ้ารวมของเครื่องขยายเสียง(Av) คือ Vout / Vin

ดังนั้น Av = Vout / Vin = (R1 + Rf) / R1

การใช้สูตรนี้เราสามารถสรุปได้ว่าการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าวงปิดของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการแบบไม่กลับด้านคือ

Av = Vout / Vin = 1 + (Rf / R1)

ดังนั้นโดยปัจจัยนี้กำไรสหกรณ์แอมป์สามารถไม่ต่ำกว่ากำไรสามัคคีหรือ1นอกจากนี้กำไรจะเป็นบวกและไม่สามารถอยู่ในรูปลบได้ กำไรจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของ Rf และ R1 โดยตรง

ตอนนี้สิ่งที่น่าสนใจคือถ้าเราใส่ค่าของตัวต้านทานข้อเสนอแนะหรือRfเป็น0กำไรจะเป็น1หรือความสามัคคีและถ้าR1จะกลายเป็น0แล้วกำไรจะเป็นอินฟินิตี้แต่มันเป็นไปได้ในทางทฤษฎีเท่านั้น ในความเป็นจริงมันขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของ op-amp และอัตราขยายวงเปิด

Op-amp ยังสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มสองตัวเป็นเครื่องขยายเสียงรวม

ตัวอย่างการปฏิบัติของเครื่องขยายเสียงแบบไม่กลับด้าน

เราจะออกแบบวงจร op-ampแบบไม่กลับด้านซึ่งจะให้แรงดันไฟฟ้า3x ที่เอาท์พุทเทียบกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

เราจะสร้างอินพุต2Vใน op-amp เราจะกำหนดค่า op-amp ในการกำหนดค่าแบบไม่แปลงค่าด้วยความสามารถในการเพิ่ม3x เราเลือกค่าตัวต้านทานR1เป็น1.2kเราจะหาค่าของตัวต้านทานRfหรือR2และจะคำนวณแรงดันขาออกหลังจากการขยาย

เนื่องจากกำไรขึ้นอยู่กับตัวต้านทานและสูตรคือAv = 1 + (Rf / R1)

ในกรณีของเราที่ได้รับคือ3และความคุ้มค่าของR1เป็น12k. ดังนั้นค่าของ Rf คือ

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

หลังจากขยายแล้วแรงดันขาออกจะเป็น

Av = Vout / Vin 3 = Vout / 2V Vout = 6V

วงจรตัวอย่างแสดงในภาพด้านบน R2เป็นตัวต้านทานแบบป้อนกลับและเอาต์พุตที่ขยายจะมีค่ามากกว่าอินพุต3 เท่า

ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าหรือเครื่องขยายสัญญาณ Unity Gain

ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ถ้าเราสร้างRfหรือR2เป็น0นั่นหมายความว่าไม่มีความต้านทานในR2และตัวต้านทานR1เท่ากับอินฟินิตี้ดังนั้นอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์จะเป็น1หรือจะได้รับเอกภาพ ในฐานะที่มีความต้านทานในไม่มีR2เอาท์พุทเป็น shorted กับเชิงลบหรือคว่ำการป้อนข้อมูลของสหกรณ์แอมป์เป็นกำไรเป็น1หรือความสามัคคี, การกำหนดค่านี้จะเรียกว่าเป็นกำไรสามัคคีเครื่องขยายเสียงการกำหนดค่าหรือติดตามแรงดันไฟฟ้าหรือบัฟเฟอร์

เมื่อเราใส่สัญญาณอินพุตข้ามอินพุตบวกของออปแอมป์และสัญญาณเอาต์พุตอยู่ในเฟสกับสัญญาณอินพุตที่มีอัตราขยาย1xเราจะได้รับสัญญาณเดียวกันในเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าขาออกจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า แรงดันออก = แรงดันไฟฟ้าใน

ดังนั้นมันจะเป็นไปตามแรงดันไฟฟ้าอินพุตและสร้างสัญญาณจำลองเดียวกันในเอาต์พุต นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่าวงจรไฟฟ้าแรงสาวก

ข้อมูลสมรรถภาพของสหกรณ์แอมป์ที่สูงมากเมื่อลูกศิษย์แรงดันไฟฟ้าหรือกำไรจากความสามัคคีการกำหนดค่าถูกนำมาใช้ บางครั้งความต้านทานอินพุตสูงกว่า1 Megohmมาก ดังนั้นเนื่องจากอิมพีแดนซ์อินพุตสูงเราสามารถใช้สัญญาณอ่อนในอินพุตและจะไม่มีกระแสไหลในขาอินพุตจากแหล่งสัญญาณไปยังเครื่องขยายเสียง ในทางกลับกันอิมพีแดนซ์ของเอาต์พุตต่ำมากและจะให้สัญญาณอินพุตเดียวกันในเอาต์พุต

ในการกำหนดค่าตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าของภาพด้านบนจะแสดง เอาต์พุตเชื่อมต่อโดยตรงผ่านขั้วลบของ op-amp กำไรของการกำหนดค่านี้คือ1x

อย่างที่เราทราบกันดีว่า

กำไร (AV) = Vout / Vinดังนั้น1 = Vout / Vin Vin = Vout

เนื่องจากอิมพีแดนซ์อินพุตสูงกระแสอินพุตจึงเป็น0ดังนั้นกำลังอินพุตจึงเป็น0เช่นกัน ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าให้กำลังไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทั่วทั้งเอาต์พุต เนื่องจากพฤติกรรมนี้, แรงดันไฟฟ้าลูกศิษย์ใช้เป็นวงจรบัฟเฟอร์

นอกจากนี้การกำหนดค่าบัฟเฟอร์ยังให้ปัจจัยการแยกสัญญาณที่ดี เนื่องจากคุณสมบัตินี้วงจรตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าจึงถูกใช้ในตัวกรองที่ใช้งานประเภท Sallen-keyซึ่งขั้นตอนการกรองจะถูกแยกออกจากกันโดยใช้การกำหนดค่า op-amp ตัวติดตามแรงดัน

นอกจากนี้ยังมีวงจรบัฟเฟอร์ดิจิทัลเช่น74LS125, 74LS244เป็นต้น

ในขณะที่เราสามารถควบคุมอัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่เปลี่ยนทิศทางเราจึงสามารถเลือกค่าตัวต้านทานได้หลายค่าและสามารถสร้างแอมพลิฟายเออร์แบบไม่กลับด้านด้วยช่วงเกน

เครื่องขยายเสียงแบบไม่กลับด้านใช้ในภาคอิเล็กทรอนิกส์ด้านเสียงเช่นเดียวกับขอบเขตเครื่องผสมและสถานที่ต่างๆที่จำเป็นต้องใช้ตรรกะดิจิทัลโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก