Praktische Anwendung von Operationsverstärkern. Teil eins. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur
Kommentare zum Artikel
Also - Operationsverstärker. Weiter nennen wir es OU, sonst wäre es sehr faul, es jedes Mal vollständig zu schreiben.
In schematischen Diagrammen wird es am häufigsten wie folgt angegeben:
Die Abbildung zeigt die drei wichtigsten Schlussfolgerungen des Operationsverstärkers – zwei Eingänge und einen Ausgang. Natürlich gibt es auch Power-Pins und manchmal auch Frequenzkorrektur-Pins, wobei Letzteres immer seltener vorkommt – die meisten modernen Operationsverstärker haben es eingebaut. Die beiden Eingänge des Operationsverstärkers – invertierend und nicht invertierend – werden aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften so benannt. Wenn wir ein Signal an den invertierenden Eingang anlegen, erhalten wir am Ausgang ein invertiertes Signal, also ein um 180 Grad phasenverschobenes Signal – ein Spiegelbild; Wenn wir ein Signal an den nichtinvertierenden Eingang anlegen, erhalten wir am Ausgang ein phasenverändertes Signal.
Neben den wichtigsten Schlussfolgerungen gibt es auch drei Haupteigenschaften des Operationsverstärkers – Sie können sie TriO (oder OOO – wie Sie möchten) nennen: Sehr hoher Eingangswiderstand, sehr hohe Verstärkung (10000 oder mehr), sehr niedriger Ausgang Widerstand. Ein weiterer sehr wichtiger Parameter des Operationsverstärkers ist die Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung (bürgerlich: Anstiegsgeschwindigkeit). Es gibt tatsächlich die Geschwindigkeit dieses Operationsverstärkers an – wie schnell er die Ausgangsspannung ändern kann, wenn sie sich am Eingang ändert.
Dieser Parameter wird in Volt pro Sekunde (V/s) gemessen.
Dieser Parameter ist vor allem für Kameraden wichtig, die Ultraschallfrequenzen entwerfen, denn wenn der Operationsverstärker nicht schnell genug ist, kann er bei hohen Frequenzen nicht mit der Eingangsspannung mithalten und es kommt zu erheblichen nichtlinearen Verzerrungen. Die meisten modernen Allzweck-Operationsverstärker haben eine Anstiegsgeschwindigkeit von 10 V/μs oder mehr. Bei Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärkern kann dieser Parameter einen Wert von 1000 V/μs erreichen.
Ob dieser oder jener Operationsverstärker hinsichtlich der Signalanstiegsgeschwindigkeit für Ihre Zwecke geeignet ist, können Sie anhand der Formel beurteilen:
Dabei ist fmax die Frequenz des Sinussignals, Vmax die Anstiegsgeschwindigkeit des Signals und Vout die maximale Ausgangsspannung.
Nun, lasst uns die Katze nicht mehr am Schwanz ziehen – kommen wir zur Hauptaufgabe dieses Opus – wo diese coolen Dinger eigentlich stecken bleiben und was man daraus bekommen kann.
Das erste Schema zum Einschalten des Betriebssystems - invertierender Verstärker.
Die beliebteste und gebräuchlichste Operationsverstärker-Verstärkerschaltung. Das Eingangssignal wird am invertierenden Eingang angelegt, der nichtinvertierende Eingang ist mit Masse verbunden.
Die Verstärkung wird durch das Verhältnis der Widerstände R1 und R2 bestimmt und nach folgender Formel berechnet:
Warum „Minus“? Denn wie wir uns erinnern, ist bei einem invertierenden Verstärker die Phase des Ausgangssignals „spiegelbildlich“ zur Phase des Eingangs.
Der Eingangswiderstand wird durch den Widerstand R1 bestimmt. Beträgt sein Widerstand beispielsweise 100 kOhm, dann beträgt die Eingangsimpedanz des Verstärkers 100 kOhm.
Das folgende Schema ist invertierender Verstärker mit erhöhter Eingangsimpedanz.
Die bisherige Schaltung ist für alle gut, mit Ausnahme einer Nuance: Das Verhältnis von Eingangswiderstand und Verstärkung ist möglicherweise nicht für die Umsetzung eines bestimmten Projekts geeignet. Was passiert schließlich? Nehmen wir an, wir brauchen einen Verstärker mit K = 100. Basierend auf der Tatsache, dass die Werte der Widerstände innerhalb vernünftiger Grenzen liegen sollten, nehmen wir dann R2 = 1 MΩ und R1 = 10 kΩ. Das heißt, die Eingangsimpedanz des Verstärkers beträgt 10 kOhm, was in manchen Fällen nicht ausreicht.
In genau diesen Fällen kann das folgende Schema angewendet werden:
In diesem Fall wird der Gewinn nach folgender Formel berechnet:
Das heißt, bei gleicher Verstärkung kann der Widerstand R1 erhöht werden, und somit kann auch die Eingangsimpedanz des Verstärkers erhöht werden.
Gehen wir weiter - nicht invertierender Verstärker.
Es sieht aus wie das:
Der Verstärkungsfaktor ist wie folgt definiert:
In diesem Fall gibt es, wie Sie sehen, keine Nachteile – die Phase des Signals am Eingang und am Ausgang ist gleich.
Der Hauptunterschied zum invertierenden Verstärker ist der erhöhte Eingangswiderstand, der 10 MΩ und mehr erreichen kann.
Wenn bei der Umsetzung dieser Schaltung in praktische Konstruktionen eine Gleichstromentkopplung von den vorherigen Stufen erforderlich ist, um einen Trennkondensator zu installieren, muss zwischen dem Eingang des Op- Verstärker und das gemeinsame Kabel, wie in der Abbildung gezeigt.
Geschieht dies nicht, wird der Operationsverstärker überlastet und Sie erhalten nichts Vernünftiges daraus. Na ja, bis auf die halbe Leistung.
Verstärker mit variabler Verstärkung.
Nehmen wir R1=R2=R3=R. Und wir führen eine Variable A ein, die abhängig von der Drehung des variablen Widerstands R1 Werte von 0 bis 3 annehmen kann.
Dann kann der Gewinn wie folgt definiert werden:
K=2A-1
Der Eingangswiderstand ist praktisch unabhängig von der Position des variablen Widerstandsschiebers.
Also haben wir die Verstärker herausgefunden - dann haben wir es nach Plan - Filter.
Veröffentlichung: radiokot.ru
Siehe andere Artikel Abschnitt Anfänger Funkamateur.
Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.
<< Zurück
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024
In einer modernen Technologiewelt, in der Distanz immer alltäglicher wird, ist es wichtig, die Verbindung und das Gefühl der Nähe aufrechtzuerhalten. Jüngste Entwicklungen bei künstlicher Haut durch deutsche Wissenschaftler der Universität des Saarlandes läuten eine neue Ära der virtuellen Interaktionen ein. Deutsche Forscher der Universität des Saarlandes haben ultradünne Folien entwickelt, die das Tastgefühl über eine Distanz übertragen können. Diese Spitzentechnologie bietet neue Möglichkeiten der virtuellen Kommunikation, insbesondere für diejenigen, die weit von ihren Lieben entfernt sind. Die von den Forschern entwickelten ultradünnen, nur 50 Mikrometer dicken Folien lassen sich in Textilien integrieren und wie eine zweite Haut tragen. Diese Folien fungieren als Sensoren, die taktile Signale von Mama oder Papa erkennen, und als Aktoren, die diese Bewegungen an das Baby weiterleiten. Durch die Berührung des Stoffes durch die Eltern werden Sensoren aktiviert, die auf Druck reagieren und den ultradünnen Film verformen. Das ... >>
Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024
Die Pflege von Haustieren kann oft eine Herausforderung sein, insbesondere wenn es darum geht, Ihr Zuhause sauber zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine neue interessante Lösung vorgestellt, die Katzenbesitzern das Leben erleichtert und ihnen hilft, ihr Zuhause perfekt sauber und ordentlich zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine einzigartige Katzentoilette vorgestellt, die den Kot automatisch ausspülen kann und so Ihr Zuhause sauber und frisch hält. Dieses innovative Gerät ist mit verschiedenen intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Toilettenaktivität Ihres Haustieres überwachen und nach dem Gebrauch eine automatische Reinigung aktivieren. Das Gerät wird an die Kanalisation angeschlossen und sorgt für eine effiziente Abfallentsorgung, ohne dass der Eigentümer eingreifen muss. Darüber hinaus verfügt die Toilette über einen großen spülbaren Stauraum, was sie ideal für Haushalte mit mehreren Katzen macht. Die Petgugu-Katzentoilettenschüssel ist für die Verwendung mit wasserlöslicher Streu konzipiert und bietet eine Reihe zusätzlicher ... >>
Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>
| Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Masse eines Schwarzen Lochs
17.05.2016
Supermassive Schwarze Löcher existieren im Zentrum vieler Galaxien, von denen einige Milliarden von Sonnenmassen haben. Bei der Untersuchung der Entwicklung von Galaxien achten Astrophysiker besonders auf das Verhältnis der Masse einer Galaxie zur Masse eines Schwarzen Lochs.
Um die Masse eines supermassiven Schwarzen Lochs zu bestimmen, muss die Stärke seines Gravitationseinflusses auf die umgebenden Sterne und Gas- und Staubwolken gemessen werden. Dazu untersuchen sie deren Bewegung in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs, denn in beträchtlicher Entfernung davon leisten andere Sterne und dunkle Materie einen großen Beitrag zur Gravitation. Schließlich ist ein Schwarzes Loch trotz seiner gigantischen Masse im Maßstab einer Galaxie nur ein Sandkorn im Zentrum, sein Anteil an der Gesamtmasse der Galaxie übersteigt nicht ein Prozent.
In unserer Galaxie sind leistungsstarke bodengestützte Teleskope mit adaptiver Optik in der Lage, einzelne Sterne in der Nähe ihres Zentrums abzubilden und ihre Bahnen im Laufe der Zeit genau zu verfolgen. Andere Galaxien sind zu weit entfernt, um die Bewegung einzelner Sterne zu erkennen. Daher ist die genaue Messung der Massen von Schwarzen Löchern selbst für die leistungsstärksten Teleskope auf der Erde oder im Weltraum eine schwierige Aufgabe.
Mit dem Radioteleskop ALMA, das sich in der chilenischen Atacama-Wüste in einer Höhe von mehreren Kilometern befindet, konnten Astronomen die Bewegung einer Scheibe aus kaltem interstellarem Gas genau untersuchen, die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie NGC 1332 umschließt, aus der ALMA besteht 66 separate Radioteleskope in einem einzigen Radiointerferometer kombiniert. Heute ist es das größte bodengebundene Radioteleskop. Es ermöglichte, Details der Struktur der Scheibe in der Größenordnung von 16 Lichtjahren zu unterscheiden und die Rotation der Scheibe innerhalb der "Einflusssphäre" des Schwarzen Lochs zu messen - einem Bereich mit einem Radius von etwa 80 Lichtjahren - Jahren, wo seine Schwerkraft herrscht.
Die Gasgeschwindigkeit wurde durch den Doppler-Effekt im Emissionsspektrum von Kohlenmonoxid (CO) gemessen. Die untersuchte Gasscheibe ist von der Seite sichtbar, daher bewegt sich eine Hälfte von uns weg und die Strahlungswellenlänge nimmt dadurch zu - sie "färbt sich rot", die andere nähert sich dagegen und die Strahlungswellenlänge nimmt ab "dreht sich blau". Durch den Grad der Frequenzänderung können Sie die Bewegungsgeschwindigkeit berechnen. Auf ähnliche Weise wird die Geschwindigkeit des Autos mit dem Radar bestimmt. Die gemessenen Geschwindigkeiten in einigen Bereichen der Scheibe überstiegen 500 Kilometer pro Sekunde.
Durch den Vergleich der Daten mit Simulationsergebnissen haben Astronomen berechnet, dass das Schwarze Loch im Zentrum von NGC 1332 eine Masse hat, die 660 Millionen Mal so groß ist wie unsere Sonne (plus oder minus zehn Prozent). Das ist etwa die 150-fache Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. Dies ist eine der bisher genauesten Messungen der Masse eines Schwarzen Lochs.
Frühere Studien von NGC 1332 durch Boden- und Weltraumteleskope haben sehr unterschiedliche Schätzungen für die Masse des Schwarzen Lochs ergeben, die zwischen 500 Millionen und 1,5 Milliarden Sonnenmassen liegen.
|
Weitere interessante Neuigkeiten:
▪ Prototyp eines 8K-Camcorders
▪ Single-Chip-Controller SM2320 für tragbare externe SSD
▪ Meine eigene Batterie
▪ Kohle wird die Menschheit vor dem Durst retten
▪ Dürre belastet die Luft mit Ozon
News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik
Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:
▪ Site-Bereich Mobilkommunikation. Artikelauswahl
▪ Artikel Es gibt so einen Beruf – das Heimatland zu verteidigen. Populärer Ausdruck
▪ Artikel Warum wurde der erste Computer nicht zu Hause aufgestellt? Ausführliche Antwort
▪ Artikel Taucher. Jobbeschreibung
▪ Artikel Gerät zur lokalen Magnetfeldtherapie. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
▪ Artikel Schwimmende Staus. Fokusgeheimnis
Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:
Alle Sprachen dieser Seite
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua
2000-2024
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese