Aiheet:
- Op-vahvistimen esittely
- Kekseliäs vahvistin
- Ei-keksintöinen vahvistin
- Ero / Differentiaalivahvistin
- Varaston lisäys
Op-vahvistimen esittely:
Opamp tarkoittaa operaatiovahvistinta; hollanniksi tämä tarkoittaa: operaatiovahvistin. Op-vahvistimia käytetään integroiduissa piireissä (kuten tietokoneiden piirilevyillä), joilla on erittäin korkea vahvistuskerroin, mikä vahvistaa tulojännitettä (esim. anturin). Vahvistettu signaali soveltuu tällöin ohjauslaitteen, kuten ECU:n, tulosignaaliksi. Vahvistuskerroin voi olla jopa 100.000 XNUMX tai enemmän.
Vahvistuskerrointa voidaan pienentää käyttämällä vastuksia, jotta lähtöjännite ei koskaan voi ylittää (aikaisempaa) maksimiarvoa.
Kuvassa on operaatiovahvistimen symboli. Liitännät VS + ja VS – jätetään usein pois.
Kun operaatiovahvistimen yli syntyy jännite-ero ja +:n jännite on suurempi kuin -, lähtöjännite vahvistuu. Päinvastoin, kun – on suurempi kuin +, lähtöjännite vahvistetaan negatiivisesti. Tätä voidaan tietoisesti käyttää keksinnöllisen vahvistimen kanssa. Keksitetyllä vahvistimella lähtöjännite on negatiivinen. Operaatiovahvistimen kuvan plus- ja miinusmerkit myös vuorottelevat. Kuten operaatiovahvistin on nyt kuvattu, se on ei-keksintöinen vahvistin. Lähtöjännite on positiivinen.
Op-vahvistimen keksiminen:
Operaatiovahvistimen positiivinen tulo on kytketty maahan. Positiivinen jännite on siis aina 0. Vastusarvot määräävät vahvistuskertoimen (A). Jännite "U in" voi olla anturin signaali, joka vahvistetaan ECU:hun, joka on kytketty U out -lähtöön.
Keksitetyllä operaatiovahvistimella vahvistuskerroin voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
Seuraavassa on laskentaesimerkki, jossa U in = 1 voltti ja U in = 4 volttia. Kertomalla murto-osat ristiin, jännite U in kerrotaan vahvistuskertoimella. Tämä laskee lähtöjännitteen (U out).
Kun vahvistuskerrointa nostetaan (esimerkiksi 100:aan), huomaat, että U in:n pienellä lisäyksellä U out kasvaa hyvin nopeasti. Älä koskaan unohda, että keksityn operaatiovahvistimen lähtöjännite on negatiivinen.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Ei-keksintöinen op-vahvistin:
Vertaa ei-keksittävää operaatiovahvistinta keksivään operaatiovahvistimeen. Erona on, kuten nimestä voi päätellä, että tämä operaatiovahvistin ei keksi (käännä) jännitettä. Tästä syystä ulostulojännite on positiivinen. Suoritamme seuraavan laskelman yksinkertaisella tavalla kertomalla vahvistustekijä A tulojännitteellä.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Ero / Differentiaalivahvistin:
Erotus/differentiaalivahvistin vertaa kahta tulosignaalia (U in 2 ja U in 1) ja vahvistaa ne sitten. Alla olevassa kuvassa verrataan jännitteitä U in 2 ja U in 1. Nämä ovat 2 ja 2 volttia. Ero näiden välillä on 4 volttia. Tätä vahvistaa vahvistuskerroin, joka riippuu resistanssiarvoista R2 ja R1:
U in 1 = 2 volttia
U in 2 = 4 volttia
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Varaston lisäys:
Keksinnöllisen summaimen laskeminen voidaan tehdä kahdella tavalla. Helpoin tapa on, jos vastuksilla R2, R1 ja R2 on samat vastusarvot kuin esimerkissä (tapa 3). Jos nämä vastukset ovat eriarvoisia keskenään (esim. R2:llä on eri arvo kuin R1:lla ja R2:lla), tulee käyttää menetelmää 3:
U in 1 = 0,1 volttia
U in 2 = 0,2 volttia
U in 3 = 0,3 volttia
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Tapa 1 (R1, R2 ja R3 eivät ole samat)
Tapa 2 (R1, R2 ja R3 ovat yhtä suuret)
