Elektronica Componenten: Wat zijn operationele versterkers? - dummies

Een opamp is een supergevoelig elektronisch versterkercircuit dat is ontworpen om het verschil van twee ingangsspanningen te versterken. Dus een opamp heeft twee ingangen en één uitgang. De uitgangsspanning is vaak tientallen of zelfs honderdduizenden keren groter dan het verschil in de ingangsspanningen.

Intern bestaan ​​de eenvoudigste opamps uit enkele tientallen transistors, en meer gecompliceerde varianten hebben er nog veel meer. Maar u kunt het interne circuit negeren en het gewoon behandelen als een handig apparaat dat u kunt gebruiken zonder te weten hoe het werkt.

Het volgende beschrijft de functie van elk van de verbindingen weergegeven in het schematische symbool:

• + V en -V: De voeding wordt geleverd via twee pinnen, meestal aangeduid met + V en -V. (Deze pinnen kunnen in plaats daarvan V _{s +} en V _{s -} zijn.) De meeste op-ampères hebben zowel een positieve als een negatieve spanningstoevoer nodig, met spanningen meestal van 6 V tot 18 V.

  Dit type voeding wordt een gesplitste voeding genoemd. Het geeft aan dat zowel positieve spanning als negatieve spanning vereist zijn. 6 V betekent bijvoorbeeld dat zowel +6 V als -6 V vereist zijn.

  U kunt een gesplitste voeding opbouwen door twee batterijen te gebruiken die van begin tot eind zijn verbonden. Hier zijn twee 9 V-batterijen aangesloten om een ​​9V-voeding te creëren. Merk op dat de +9 V en -9 V worden gemeten ten opzichte van aarde, die wordt gebruikt tussen de twee batterijen

  

  Sommige opamps hebben geen voeding met split-voltage nodig. Op versterkers die gebruikmaken van afzonderlijke voedingen hebben een aardklem in plaats van een -V-klem.

• V _uit : De uitvoer van de op-versterker is afkomstig van de V _uit -aansluiting. De spanning aan de uitgangsaansluiting kan positief of negatief zijn, afhankelijk van het spanningsverschil tussen de twee ingangsklemmen. De maximale spanning is meestal een paar volt minder dan de voedingsspanning op de + V en -V-klemmen. Dus, als de voeding voor een opversterker 9 V is, zal het maximale uitgangsvermogen ongeveer 7 V of 8 V bedragen.

  De meeste opamps kunnen slechts een kleine hoeveelheid stroom verwerken via de uitgangsterminal - meestal in de buurt van 25 mA of minder. De uitvoer wordt door een externe weerstand geleid, aangeduid met R _L . Het andere uiteinde van deze weerstand is verbonden met aarde. De uitgangsstroom die door de opamp loopt, moet dus uiteindelijk op de grond terechtkomen.

  

• V ₊ en V _- : De twee ingangen zijn de V ₊ en V _- -aansluitingen. Deze terminals worden soms aangeduid met + en - tekens in de driehoek.De ingangen worden differentiële ingangen genoemd omdat de uitgangsspanning die op de V _uit -aansluiting verschijnt, afhankelijk is van het verschil tussen de spanning van de + en - aansluitingen.

  Voor de meeste op-ampères is de maximaal toegestane ingangsspanning iets minder dan de maximale voedingsspanning. 12 V is een typische limiet. Vergeet echter niet dat het verschil tussen de twee ingangsspanningen is wat een opamp versterkt. In veel gevallen zijn de twee ingangsspanningen heel dichtbij, dus het verschil is erg klein.

  De polariteit van de op-amp-uitgang is afhankelijk van de polariteit van het verschil tussen de ingangen V ₊ en V _- . Dus als V ₊ groter is dan V _- , is de uitvoer een positieve spanning, maar als V ₊ lager is dan V _{- <, is de uitgang een negatieve spanning.} In veel opamp-circuits is één ingang verbonden met aarde. Als de V

  + _{-ingang is geaard, is de uitgangspolariteit altijd het tegenovergestelde van de polariteit van de ingangsspanning op de aansluiting V} - . Met andere woorden, negatieve spanning op V

  - _{geeft een positieve spanning op V} uit _{, en een positieve spanning op V} - _{geeft een negatieve spanning op V} uit _{. Om deze reden wordt de V} - _{invoer vaak de} inverterende ingang genoemd omdat de polariteit ervan wordt omgekeerd in de uitvoer. Als daarentegen de V

  - _{-ingang op aarde is aangesloten, is de polariteit van de uitgang gelijk aan de polariteit van de ingangsspanning die is toegepast op V} + _{. Dus als V} + _{positief is, is V} uit _{positief; als V} + _{negatief is, is V} uit _{negatief. Daarom wordt de ingang V} + _de niet-inverterende ingang genoemd, omdat de polariteit ervan hetzelfde is in de uitvoer - dat wil zeggen dat de ingangsspanning van V - _{gelijk is aan} niet omgekeerd.