Μαθήματα:
- Εισαγωγή ενισχυτή op
- Εφευρετικός ενισχυτής
- Μη εφευρετικός ενισχυτής
- Διαφορά / Διαφορικός ενισχυτής
- Αθροιστής αποθέματος
Εισαγωγή ενισχυτή λειτουργικού:
Το Opamp σημαίνει λειτουργικός ενισχυτής. στα ολλανδικά αυτό σημαίνει: λειτουργικός ενισχυτής. Οι ενισχυτές λειτουργίας χρησιμοποιούνται σε ολοκληρωμένα κυκλώματα (όπως σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε υπολογιστές) με πολύ υψηλό συντελεστή απολαβής, ο οποίος ενισχύει την τάση εισόδου (π.χ. ενός αισθητήρα). Το ενισχυμένο σήμα είναι τότε κατάλληλο ως σήμα εισόδου για μια συσκευή ελέγχου, όπως η ECU. Ο συντελεστής ενίσχυσης μπορεί να είναι τόσο υψηλός όσο 100.000 και περισσότερο.
Ο συντελεστής ενίσχυσης μπορεί να μειωθεί χρησιμοποιώντας αντιστάσεις, έτσι ώστε η τάση εξόδου να μην μπορεί ποτέ να υπερβεί την (προηγουμένως) μέγιστη τιμή.
Το σχήμα δείχνει το σύμβολο ενός ενισχυτή λειτουργίας. Οι συνδέσεις VS + και VS – συχνά παραλείπονται.
Όταν προκύψει διαφορά τάσης στον ενισχυτή λειτουργίας και η τάση στο + είναι μεγαλύτερη από ό,τι στο -, η τάση εξόδου ενισχύεται. Αντίθετα, όταν το – είναι μεγαλύτερο από το +, η τάση εξόδου ενισχύεται αρνητικά. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνειδητά με έναν εφευρετικό ενισχυτή. Με έναν εφευρετικό ενισχυτή η τάση εξόδου θα είναι αρνητική. Τα σύμβολα συν και μείον στην εικόνα του ενισχυτή λειτουργιών θα εναλλάσσονται επίσης. Όπως απεικονίζεται τώρα ο ενισχυτής λειτουργίας, είναι ένας μη εφευρετικός ενισχυτής. Η τάση εξόδου θα είναι θετική.
Εφεύρεση op amp:
Η θετική είσοδος του ενισχυτή λειτουργίας συνδέεται στη γείωση. Η θετική τάση είναι επομένως πάντα 0. Οι τιμές αντίστασης καθορίζουν τον συντελεστή ενίσχυσης (Α). Η τάση "U in" μπορεί να είναι ένα σήμα αισθητήρα που ενισχύεται στην ECU που είναι συνδεδεμένη στην έξοδο U.
Με έναν εφευρετικό ενισχυτή, ο συντελεστής ενίσχυσης μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:
Ακολουθεί ένα παράδειγμα υπολογισμού με U σε = 1 Volt και U σε = 4 Volt. Πολλαπλασιάζοντας τα κλάσματα σταυρωτά, η τάση U in πολλαπλασιάζεται με τον συντελεστή ενίσχυσης. Αυτό υπολογίζει την τάση εξόδου (U out).
Όταν ο συντελεστής κέρδους αυξηθεί (για παράδειγμα στο 100) θα δείτε ότι με μια ελάχιστη αύξηση στο U in, το U out αυξάνεται πολύ γρήγορα. Μην ξεχνάτε ποτέ ότι η τάση εξόδου του εφευρεθέντος ηλεκτρικού ενισχυτή είναι αρνητική.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Μη εφευρετικός ενισχυτής λειτουργίας:
Συγκρίνετε τον μη εφευρετικό οπ ενισχυτή με τον εφευρετικό λειτουργικό ενισχυτή. Η διαφορά είναι, όπως υποδηλώνει το όνομα, ότι αυτός ο ενισχυτής λειτουργίας δεν εφευρίσκει (αντιστρέφει) την τάση. Επομένως, η τάση εξόδου είναι θετική. Κάνουμε τον παρακάτω υπολογισμό με απλό τρόπο, πολλαπλασιάζοντας τον συντελεστή ενίσχυσης Α με την τάση εισόδου.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Διαφορά / Διαφορικός ενισχυτής:
Ο ενισχυτής διαφοράς/διαφορικού συγκρίνει τα 2 σήματα εισόδου (U σε 1 και U σε 2) και στη συνέχεια τα ενισχύει. Το παρακάτω σχήμα συγκρίνει τις τάσεις U σε 1 και U σε 2. Αυτά είναι 2 και 4 Volt. Η διαφορά μεταξύ αυτών είναι 2 Volt. Αυτό ενισχύεται από τον παράγοντα απολαβής, ο οποίος εξαρτάται από τις τιμές αντίστασης R1 και R2:
U σε 1 = 2 Volt
U σε 2 = 4 Volt
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Προσθήκη αποθέματος:
Ο υπολογισμός του εφευρετικού αθροιστή μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Ο ευκολότερος τρόπος είναι εάν οι αντιστάσεις R2, R1 και R2 έχουν όλες τις ίδιες τιμές αντίστασης όπως στο παράδειγμα (τρόπος 3). Εάν αυτές οι αντιστάσεις είναι άνισες μεταξύ τους (π.χ. το R2 έχει διαφορετική τιμή από το R1 και το R2), τότε θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος 3:
U σε 1 = 0,1 Volt
U σε 2 = 0,2 Volt
U σε 3 = 0,3 Volt
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Τρόπος 1 (τα R1, R2 και R3 δεν είναι ίσα)
Τρόπος 2 (R1, R2 και R3 είναι ίσα)
