emner:
- Op amp introduktion
- Opfindsom forstærker
- Ikke-opfindende forstærker
- Difference / Differentialforstærker
- Inventar adder
Op amp introduktion:
Opamp står for operationsforstærker; på hollandsk betyder dette: operationsforstærker. Op-forstærkere bruges i integrerede kredsløb (såsom på printkort i computere) med en meget høj forstærkningsfaktor, som forstærker indgangsspændingen (f.eks. af en sensor). Det forstærkede signal er så egnet som indgangssignal til en styreenhed, såsom ECU'en. Forstærkningsfaktoren kan være så høj som 100.000 og mere.
Forstærkningsfaktoren kan reduceres ved at bruge modstande, så udgangsspændingen aldrig kan overstige den (tidligere) maksimale værdi.
Figuren viser symbolet på en op-forstærker. Forbindelserne VS + og VS – udelades ofte.
Når der opstår en spændingsforskel over op-forstærkeren, og spændingen på + er større end på -, forstærkes udgangsspændingen. Omvendt, når – er større end +, forstærkes udgangsspændingen negativt. Dette kan bevidst bruges med en opfindsom forstærker. Med en opfinderforstærker vil udgangsspændingen være negativ. Plus- og minustegnene i op-forstærkerbilledet vil også veksle. Som op-forstærkeren nu er afbildet, er det en ikke-opfindende forstærker. Udgangsspændingen vil være positiv.
Opfinder op forstærker:
Op-forstærkerens positive indgang er forbundet til jord. Den positive spænding er derfor altid 0. Modstandsværdierne bestemmer forstærkningsfaktoren (A). Spændingen "U in" kan være et sensorsignal, der forstærkes til ECU'en, som er forbundet til U out-udgangen.
Med en opfindende op-forstærker kan forstærkningsfaktoren beregnes med følgende formel:
Et regneeksempel følger nu med U in = 1 Volt og U in = 4 Volt. Ved at gange brøkerne på kryds og tværs ganges spændingen U in med forstærkningsfaktoren. Dette beregner udgangsspændingen (U ud).
Når forstærkningsfaktoren øges (for eksempel til 100) vil du se, at med en minimal stigning i U in, så stiger U ud meget hurtigt. Glem aldrig, at udgangsspændingen for den opfindende op-forstærker er negativ.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Ikke-opfindende op-forstærker:
Sammenlign den ikke-opfindende op-forstærker med den opfindende op-forstærker. Forskellen er, som navnet antyder, at denne op-forstærker ikke opfinder (omvendt) spændingen. Den udgående spænding er derfor positiv. Vi udfører følgende beregning på en enkel måde, ved at gange forstærkningsfaktoren A med indgangsspændingen.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Forskel/differentialforstærker:
Difference/differentialforstærkeren sammenligner de 2 indgangssignaler (U i 1 og U i 2) og forstærker dem derefter. Figuren nedenfor sammenligner spændingerne U i 1 og U i 2. Disse er 2 og 4 volt. Forskellen mellem disse er 2 volt. Dette forstærkes af forstærkningsfaktoren, som afhænger af modstandsværdierne R1 og R2:
U i 1 = 2 Volt
U i 2 = 4 Volt
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Lageradder:
Beregning af den opfindende adder kan udføres på to måder. Den nemmeste måde er, hvis modstandene R2, R1 og R2 alle har samme modstandsværdier som i eksemplet (måde 3). Hvis disse modstande er ulige med hinanden (f.eks. har R2 en anden værdi end R1 og R2), så skal metode 3 bruges:
U i 1 = 0,1 Volt
U i 2 = 0,2 Volt
U i 3 = 0,3 Volt
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Vej 1 (R1, R2 og R3 er ikke ens)
Vej 2 (R1, R2 og R3 er ens)
