Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wzmacniacz operacyjny Wejście nieodwracające Wejście odwracające Wyjście Jeżeli na wejściu nieodwracającym (+) napięcie rośnie to na wyjściu napięcie rośnie.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wzmacniacz operacyjny Wejście nieodwracające Wejście odwracające Wyjście Jeżeli na wejściu nieodwracającym (+) napięcie rośnie to na wyjściu napięcie rośnie."— Zapis prezentacji:

1 Wzmacniacz operacyjny Wejście nieodwracające Wejście odwracające Wyjście Jeżeli na wejściu nieodwracającym (+) napięcie rośnie to na wyjściu napięcie rośnie Jeżeli na wejściu odwracającym (-) napięcie rośnie to na wyjściu maleje Wzmacniacz operacyjny jest wzmacniaczem różnicowym tzn. reaguje na różnicę napięć między wejściami (+) i (-) Wzmacniacz operacyjny musi być zasilany napięciami: dodatnie U cc oraz ujemne U EE Zwykle na schematach pomija się napięcia zasilania

2 Co jest wewnątrz wzmacniacza operacyjnego  A741? Nie musimy tego znać!!!  A741 ma 20 tranzystorów

3 Własności idealnego wzmacniacza operacyjnego 5. Zerowe napięcie wyjściowe jeżeli napięcia na wejściach (+) i (-) są równe Rzeczywiste własności wzmacniacza  A dB CMRR-Common Mode Rejection Ratio CMRR określa ile mniejsze jest wzmocnienie sygnału wspólnego od wzmocnienia różnicowego

4 Wzmacniacz operacyjny pracuje prawie zawsze kiedy zmniejszymy jego nieskończenie duże wzmocnienie napięciowe K u do wzmocnienia skończonego Jak to zrobić?Poprzez „SPRZĘŻENIE ZWROTNE” Sprzężenie zwrotne jest to oddziaływanie skutku na przyczynę 1. Sprzężenie zwrotne nazywamy dodatnim jeżeli skutek zwiększa przyczynę 2. Sprzężenie zwrotne nazywamy ujemnym jeżeli skutek zmniejsza przyczynę W elektronice zazwyczaj stosujemy ujemne sprzężenie zwrotne. W elektronice „przyczyną” będzie napięcie na wejściu a „skutkiem” będzie napięcie na wyjściu Wzmacniacz bez sprzężenia zwrotnego wzmacniacz U wej U wyj Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym + Układ sprzężenia zwrotnego wzmacniacz U wej U wyj A*U wyj Wezeł sumujący UsUs β-współczynnik sprzężenia zwrotnego

5 β

6 Rodzaje sprzężenia zwrotnego Sprzężnie zwrotne to doprowadzenie części sygnału z wyjścia do wejścia 1. Sprzężenie może być: a) napięciowe- kiedy do wejścia doprowadzamy część napięcia z wyjścia b) prądowe - kiedy do wejścia doprowadzamy część prądu z wyjścia 2. Sposób doprowadzenia sygnału z wyjścia do wejścia może być: a) szeregowy – kiedy sygnał z wyjścia dostarcza się szeregowo z sygnałem wejściowym b) równoległy- kiedy sygnał z wyjścia dostarcza się równolegle z sygnałem wejściowym 3. Kombinacja z punktów 1 i 2 prowadzi do czterech rodzajów sprzężeń zwrotnych: a) napięciowo-szeregowe kiedy do wejścia doprowadza się część napięcia z wyjścia szeregowo z sygnałem wejściowym b) napięciowo- równoległym kiedy do wejścia doprowadza się część napięcia z wyjścia równolegle z sygnałem wejściowym c) prądowo-szeregowym kiedy do wejścia doprowadza się część prądu z wyjścia szeregowo z sygnałem wejściowym d) prądowo-równoległym kiedy do wejścia doprowadza się część prądu z wyjścia równolegle z sygnałem wejściowym

7 Rys.

8 Wzmacniacz odwracający fazę U(+) U(-) a) Poprzez połączenie wejścia (+) do masy wymusiliśmy napięcie U(+)=0 b) Napięcie na wejściu (-) musi być także zerowe U(-)=U(+)=0 (patrz punkt 1. !!!!)

9 Wzmacniacz nieodwracający fazę U(-) U(+) a) Napięcie które chcemy wzmocnić dajemy bezpośrednio na wejście nieodwracające (+) b) widzimy, że U(+)=U we c) Ponieważ ZAWSZE !!! napięcia na obu wejściach są równe U(-)=U(+) to U(-)=U(+)=U we

10 Pasmo przenoszenia wzmacniaczy operacyjnych

11 Zastosowanie wzmacniaczy: 1. wtórnik „wylutujmy” (usuńmy) rezystor R 1 Jakie będzie wzmocnienie K u ? Czyli dla wtórnika K u =1 Uprośćmy wtórnik Bez rezystora R 2 w dalszym ciągu K u =1 !!! Wtórniki stosuje się w stopniach wejściowych wzmacniaczy aby mieć dużą impedancję wejściową

12 Wzmacniacz sumujący Chcemy sumować (dodać) kilka napięć Rysunek z zbioru jb_w6.pdf Brzychczyk IF UJ Ponieważ wymuszono zerowe napięcie na wejściu (+) U(+)=0 więc także U(-)=0 U wy W szczególnym przypadku jeżeli R 1 =R 2 =….R n =R Wzmacniacz sumujący z odpowiednimi rezystorami R n stosuje się w przetwornikach cyfrowo-analogowych

13 Wzmacniacz całkujący Dotychczas poznaliśmy całkujący układ RC Układ całkujący RC ze wzmacniaczem operacyjnym Ponieważ wymuszono zerowe napięcie na wejściu nieodwracajacym(+) to na wejściu (-) też mamy zerowe napięcie Układ działa jak prosty układ całkujący RC jednak ze wzmacniaczem operacyjnym można go obciążać bez wpływu na działanie R

14 Układ różniczkujący Ze wzmacniaczem operacyjnym Rezystancję R 2 praktycznie można pominąć tzn. zewrzeć wejście (+) do masy, jednak niekiedy ją się daje taką by R 2 =R 1 i oba wejścia „widziały” taka samą rezystancję Ponieważ impedancja wejściowa wejścia (+) jest nieskończenie duża to przez R 2 prąd NIE PŁYNIE!!! Czyli napięcie na wejściu (+) I 2 *R 2 =0*R 2 =0 jest zerowe! (ma potencjał masy)

15 Praca wzmacniacz operacyjnego z jednym (dodatnim) napięciem zasilania Czasami nie dysponujemy zasilaniem dodatnim (+15V) i ujemnym (-15V) które zwykle wymagane są do zasilania wzmacniaczy operacyjnych. Wówczas „modyfikujemy” układ przez wymuszenie na wejściu (+) napięcia z dzielnika R 3 i R 4 Warunkiem dobrej pracy jest stabilizowane napięcie zasilania U cc

16 Wykorzystanie wzmacniacza operacyjnego w stabilizatorze napięcia Każdy stabilizator składa się: 1. Wzorcowe napięcie (U z ) tutaj dioda zenera 2. Wzmacniacz błędu – tutaj wzmacniacz operacyjny 3. Element wykonawczy – tutaj tranzystor npn Dzielnik napięcia R 1 ; R 2 ; i R 3 ustala jakie chcemy uzyskać napięcie na wyjściu U A (U A

17 Zasilacz impulsowy (komputerowy) Gen to generator impulsowy a napięcie na wyjściu jest sterowane wypełnieniem impulsów Im wyższa częstość f tym większa moc przenoszona przez transformator (transformator może być mniejszy niż dla częstotliwości sieci 50 Hz) Najpierw napięcie sieci prostujemy w mostku Graetza Następnie kondensator dużej pojemności C wygładza tętnienia Generator wytwarza falę prostokątną i tranzystor włącza bądź wyłącza prąd płynący przez transformator ferrytowy W uzwojeniu wtórnym uzyskujemy napięcie zmienne, które jest prostowane i ”wygładzane „ w kondensatorze Sprzężenie zwrotne poprzez wzmacniacz operacyjny i „Izolację” steruje wypełnieniem impulsów generatora i przez to napięciem na wyjściu

18 Prostownik jednopołówkowy W prostowniku diodowym małe napięcia są źle prostowane z powodu charakterystki diody w zakresie małych napięć Zastosowanie wzmacniacza operacyjnego umożliwia prostowanie małych napięć

19 Ogranicznik napięcia

20 Komparatory napięcia (porównywanie napięć) Wzmacniacz operacyjny bez sprzężenia zwrotnego działa jak komparator Na wyjściu komparatora mamy dwa stany: a)Kiedy U(+) >U(-) stan wysoki (H) (dodatnie napięcie) b)Kiedy U(+)

21 Detektor przejścia przez zero

22 Generator relaksacyjny

23 Mostek Wheatstona U1U1 U2U2 Rezystory R 1 i R 3 tworzą dzielnik napięcia wejściowego Rezystory R 2 i R 4 dzielnik napięcia Mostek jest wówczas zrównoważony

24 Generator drgań sinusoidalnych z mostkiem Wiena U1U1 U2U2 Inaczej W górnej gałęzi R oraz C tworzą impedancje Z 1 (równolegle połączone R oraz C ) W dolnej gałęzi R oraz C tworzą impedancję Z 2 (szeregowo połączone R oraz C) Rezystory R 1 i R 2 tworzą dzielnik napięcia (U 2 ) Impedancje Z 1 oraz Z 2 tworzą dzielnik napięcia (U 2 ) Szukamy napięcia U wy =U 2 -U 1

25 Generator z mostkiem Wiena cd. Dla częstotliwości ω 0 między wejściami (=) oraz (-) nie generuje się żadne napięcie więc w układzie wzbudza się ta częstotliwość dokładnie sinusoidalna.

26 Przetwornik prąd-napięcie Jeżeli mamy prąd to często przydatne jest przetworzenie na napięcie proporcjonalne do prądu Wymusiliśmy napięcie zerowe na wejściu nieodwracającym (+) Ze względu na sprzężenie zwrotne poprzez rezystor R na wejściu (-) napięcie też jest zerowe

27 Wzmacniacz mocy Wzmacniacz operacyjny jest zwykle układem małej mocy ( dla  741 to jest 85 mW) Aby uzyskać dużą moc na wyjściu (I wy *U wy ) stosujemy tranzystory bipolarne dużej mocy pracujące w układzie przeciwsobnym


Pobierz ppt "Wzmacniacz operacyjny Wejście nieodwracające Wejście odwracające Wyjście Jeżeli na wejściu nieodwracającym (+) napięcie rośnie to na wyjściu napięcie rośnie."

Podobne prezentacje


Reklamy Google