Op Amp là một thành phần điện tử tăng cường cao chủ yếu được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điện áp.Nó là một bộ khuếch đại khác biệt và đầu ra phụ thuộc vào sự khác biệt điện áp giữa hai đầu vào (tích cực + và âm −). Bộ khuếch đại hoạt động có đặc điểm tăng cường cao. Trong hoàn cảnh lý tưởng, tăng suất mở vòng rất cao (theoretically close to infinity). Khi trở kháng đầu vào cao, nó có thể làm tăng hiệu suất.nó gần như hấp thụ dòng điện đầu vào và tránh can thiệp với mạch đầu cuốiKhi trở kháng đầu ra thấp, nó có thể trực tiếp điều khiển mạch sau giai đoạn, và nó có thể thực hiện đầu vào kép và đầu ra đơn.
Ứng dụng và loại khuếch đại hoạt động chung
Các ứng dụng phổ biến của các bộ khuếch đại hoạt động bao gồm các bộ khuếch đại điện áp, bộ lọc (chạy thấp, cao, băng thông), so sánh tín hiệu ( liên quan đến so sánh), tích hợp và chênh lệch,bộ đệm (những bộ theo dõi điện áp)Các mạch phổ biến bao gồm bộ khuếch đại biến tần, với đầu vào được kết nối ở đầu biến tần và chức năng khuếch đại ngược,và bộ khuếch đại trong pha, với đầu vào được kết nối ở đầu dương và đầu ra và đầu vào trong cùng một giai đoạn.cung cấp chuyển đổi trở kháng mà không cần khuếch đại điện áp.
Ví dụ về mạch khuếch đại trong pha
Ví dụ về mạch khuếch đại trong pha
Các mạch khuếch đại trong pha trong hình trên được lấy làm ví dụ.Các tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại trong pha là trong cùng một giai đoạn.
Ví dụ về mạch khuếch đại đảo ngược
Ví dụ về mạch khuếch đại đảo ngược
Hãy lấy mạch tăng cường biến tần trong hình trên làm ví dụ. Giả sử rằng mạch tăng cường này sử dụng một bộ tăng cường lý tưởng,Lợi thế vòng kín được xác định bởi kháng phản hồi Rf và kháng đầu vào RinSự khác biệt pha giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại biến tần là 180 độ.
Thiết kế nguồn điện điều chỉnh tuyến tính với bộ khuếch đại hoạt động
Mục tiêu của nguồn điện điều chỉnh tuyến tính là cung cấp một điện áp đầu ra ổn định và điều chỉnh, và đầu ra vẫn ổn định ngay cả khi điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi.Cấu trúc cơ bản của nguồn điện điều chỉnh tuyến tính bao gồm một nguồn điện áp tham chiếu (chẳng hạn như TL431), Zener diode hoặc IC tham chiếu chính xác), một bộ khuếch đại lỗi (khả năng hoạt động), một thành phần điều chỉnh (thường là điện năng BJT hoặc MOSFET),một mạng lưới phân chia điện áp kháng cự phản hồi (cài đặt điện áp đầu ra).
Ví dụ về mạch điện điều chỉnh tuyến tính
Ví dụ về mạch điện điều chỉnh tuyến tính
Lấy mạch cung cấp năng lượng tuyến tính điều chỉnh trong hình trên làm ví dụ, lõi của mạch này bao gồm LM358, đèn điều chỉnh, triode và mạch phản hồi âm,R9 và D9 tạo thành một mạch ổn định điện áp. Điện áp phá vỡ của D9 là 2.5V. Do trở kháng đầu vào cao của bộ khuếch đại hoạt động, nó không cần một điện áp ổn định diode để cung cấp nhiều dòng điện.IN1+ của bộ khuếch đại hoạt động là 2.5V. Máy khuếch đại hoạt động, triode, R12 và RP3 tạo thành một vòng phản hồi âm. Phạm vi điện áp được tính là từ 2,5V đến 15V.Vì điện áp thực tế của bộ khuếch đại hoạt động là ± 12V, được biết từ bảng dữ liệu rằng độ dao động đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động tương đối với đường dây điện là 1,35V đến 1,61V. Điện áp tối đa Vce của D882 là 0,5V.Phạm vi đầu ra tối đa được tính toán của Vout nên nằm trong khoảng 9.89V và 10.15V. Do đó, phạm vi điện áp đầu ra thực tế nên nằm trong khoảng 2,5V và 10.15V.
Cần chú ý đến sự ổn định của điện áp tham chiếu khi thiết kế mạch cung cấp điện điều chỉnh tuyến tính.Sử dụng nguồn tham chiếu nhiệt độ thấp và ổn định cao (chẳng hạn như TL431 hoặc LM4040).Khi lựa chọn loại khuếch đại hoạt động, phạm vi điện áp đầu ra phải bao gồm đầu đầu ra (rail-to-rail), với điện áp dịch chuyển thấp và đặc điểm trượt thấp.Khi chọn loại thành phần điện, BJT hoặc MOSFET thích hợp phải được lựa chọn theo dòng điện đầu ra để đảm bảo phân tán nhiệt và phạm vi hoạt động an toàn. Bảo vệ nhiệt và ổn định cũng phải được chú ý.Đối với dòng điện cao, sẽ được sử dụng tản nhiệt, và bù RC sẽ được xem xét để tránh dao động.Cần tránh các giá trị kháng R1 và R2 quá cao (được khuyến cáo trong phạm vi vài k Ω) để cải thiện tính ổn định và khả năng chống tiếng ồn. và điện áp đầu vào cần phải cao hơn điện áp đầu ra tối đa + VCE (giảm điện áp bão hòa) hoặc Vds (MOSFET),Kháng lấy mẫu hiện tại và so sánh thứ cấp có thể được thêm vào để nhận ra chức năng bảo vệ quá tải.
Thiết kế này có các đặc điểm điều chỉnh tốt điện áp đầu ra, sản xuất nhiệt cao của bóng bán dẫn điện, hiệu suất thấp (đặc điểm tuyến tính), tiếng ồn thấp và phản ứng nhanh,Chỉ áp dụng cho tình huống mà điện áp đầu vào cao hơn điện áp đầu ra, cấu trúc đơn giản, tích hợp dễ dàng và cơ chế bảo vệ và phân tán nhiệt tốt là cần thiết cho ứng dụng công suất cao.