Op amp nedir?
Operasyonel amplifikatörler (op amp olarak adlandırılır) yüksek kazançlı voltaj amplifikatörleridir ve DC bağlantısı, diferansiyel mod girişi ve genellikle tek uçlu çıkışa sahiptirler, çünkü başlangıçta toplama, çarpma ve diğer operasyonel devrelerde kullanılmışlardır. İdeal bir operasyonel amplifikatör aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: sonsuz giriş empedansı, sıfıra eşit çıkış empedansı, sonsuz açık döngü kazancı, sonsuz ortak mod reddetme oranı (CMRR) ve sonsuz band genişliği. En temel operasyonel amplifikatör aşağıda gösterilmiştir. Operasyonel amplifikatör modülleri genellikle pozitif giriş (OP_P), negatif giriş (OP_N) ve çıkış (OP_O) içerir.
Op amp’ın iki temel kavramı
“Sanal kısa” ve “sanal kopma” operasyonel amplifikatörlerin iki temel kavramıdır. Operasyonel amplifikatörlerin lineer uygulama devrelerini analiz ederken, uygulama devrelerinin analiz süreci basitleştirilebilir. Operasyonel amplifikatörler tarafından oluşturulan operasyonel devreler, giriş ve çıkış arasında belirli bir fonksiyonel ilişki gerektirir, bu nedenle her iki sonuç da uygulanabilir.
“Sanal kısa”
Operasyonel amplifikatörün voltaj amplifikasyonu çok büyüktür. Genellikle, genel amaçlı operasyonel amplifikatörlerin açık döngü voltaj amplifikasyonu 80dB’nin üzerindedir ve op amp’ın çıkış voltajı genellikle 10 V ile 14 V arasında sınırlıdır. Bu nedenle, op amp’ın diferansiyel mod giriş voltajı 1mV’den daha azdır ve iki giriş terminalinin potansiyeli yaklaşık olarak eşittir, bu da “kısa devre” ile eşdeğerdir. Açık döngü voltaj büyütmesi ne kadar büyükse, iki giriş terminalinin potansiyelleri o kadar eşit olur.
“Sanal kısa” demek, op amp lineer durumda olduğunda, iki girişin eşit potansiyel olarak kabul edilebileceği anlamına gelir. Bu özellik yanlış kısa devre olarak adlandırılır veya kısaca sanal kısa olarak bilinir. Açıkça, bu iki giriş terminali gerçekten kısa devre yapılamaz.
“Sanal kopma”
Operasyonel amplifikatörün diferansiyel mod giriş direnci çok büyüktür, genel amaçlı operasyonel amplifikatör giriş direnci genellikle 1 mΩ’den fazladır. Bu nedenle, op amp girişine akan akım genellikle 1uA’den daha azdır ve girişteki dış devrenin akımından çok daha azdır. Böylece, bir op amp’a iki giriş genellikle açık olarak kabul edilir, giriş direnci ne kadar büyükse, iki giriş o kadar yoldan uzaktır.
“Sanal kopma” demek, analiz edilen op amp lineer durumda olduğunda, iki girişin eşdeğer bir açık devre olarak değerlendirilebileceği anlamına gelir. Bu özellik yanlış açık devre olarak adlandırılır veya kısaca sanal kopma olarak bilinir. Açıkça, bu iki giriş terminali gerçekten de bağlantısı kesilemez.
Op amp’ın iki temel devresi
Negatif geri besleme devresi
Geri besleme sinyalinin polaritesi ve giriş sinyalinin polaritesi zıt veya değişim yönü zıt (ters) olduğunda, süperpozisyonun sonucu net giriş sinyalini zayıflatır. Bu tür bir geri besleme negatif geri besleme amplifikatör devresi olarak adlandırılır. Negatif geri besleme genellikle akım örnekleme veya voltaj örnekleme kullanır. Negatif geri besleme kullanmak, amplifikatörün kapalı döngü kazancını stabilize eder, açık döngü kazancının etkisini ortadan kaldırır. Negatif geri besleme ayrıca amplifikatörün giriş ve çıkış empedansını da etkiler. Voltaj karıştırma giriş empedansını artırırken, akım karıştırma giriş empedansını azaltır; akım örnekleme çıkış empedansını artırırken, voltaj örnekleme çıkış empedansını azaltır. Negatif geri besleme kullanmak, amplifikatörün kararlı durumda ürettiği distorsiyonu büyük ölçüde azaltabilir ve amplifikatör içindeki çeşitli parazit seviyelerini azaltabilir.
Pozitif geri besleme devresi
Geri besleme sinyalinin polaritesi, sistemin giriş sinyalinin polaritesi ile aynı olduğunda, sistemin net giriş sinyalini artırır, bu da pozitif geri besleme modu olarak adlandırılır. Elektronik amplifikatör devresinde, pozitif geri besleme kullanmak amplifikatör kazancını artırabilir ve amplifikatörün frekans seçiciliğini artırarak yararlı periyodik osilasyon sinyalleri üretebilir.
Operasyonel amplifikatör uygulaması
Genellikle, negatif geri besleme kullanmak devrenin kararlı çalışmasını sağlayabilir. Pozitif geri besleme kullanımı ise osilasyon sinyallerine sahip sistemlere uygulanabilir. Operasyonel amplifikatörler toplama, çıkarma, orantılı amplifikasyon, integral diferansiyasyon gibi işlevlere sahiptir. Çoğu ana analog işlevi kapsayan birçok operasyonel amplifikatör devresi bulunmaktadır. Bu nedenle, operasyonel amplifikatörler analog elektronik tasarımcıları için iş gücü haline gelmiştir ve elektronik endüstrisinde geniş bir kullanım alanına sahiptir, özellikle genel amaçlı op amp’ler. Uygun geri besleme ağlarına bağlandıklarında, hassas AC ve DC amplifikatörleri, aktif filtreler, osilatörler ve voltaj karşılaştırıcıları olarak kullanılabilirler.
Devre tasarımınızı fiziksel bir baskılı devre kartı olarak gerçekleştirmek isterseniz, Seeed Fusion PCB üretimi ve montajı ile ilgilenebilir. Dünyanın dört bir yanındaki milyonlarca elektronik mühendisi, hobi sahibi ve üretici tarafından güvenilen Seeed, düşük maliyet, hızlı üretim süresi ve %100 kalite garantisi ile olgun PCB üretimi ve imalatı sunmaktadır. Şimdi Seeed Fusion üzerinden anında çevrimiçi teklif alın.