Utangulizi wa Amplifiers ya Uendeshaji: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Katika Agizo hili, nitatoa utangulizi kwa Kikuzaji cha Uendeshaji, moja wapo ya vifaa muhimu zaidi vya analog. Kifaa hiki kinaweza kusanidiwa kama kipunguzi kisichobadilisha au kibadilishaji, kilinganishi, kipaza sauti cha voltage, mkusanyiko wa muhtasari, kifaa cha kuongeza vifaa, bafa, kichujio kinachofanya kazi, oscillator ya daraja la Wien pamoja na programu zingine nyingi. Opamp huja kwa usanidi tofauti kama LIP71 8 pin DIP moja au LM324 14 pin quad op amp iliyoonyeshwa hapo juu. Kuna pia aina ambazo huja katika anuwai ya milima ya uso.

Hatua ya 1: Amplifier ya Uendeshaji ni nini?

Amplifier ya kufanya kazi ambayo pia inajulikana kwa kifupi kama op-amp, ni DC iliyounganishwa na kipato cha juu cha kuongeza nguvu, iliyojumuishwa kwenye chip ya IC. Wana pembejeo mbili (pembejeo tofauti) na pato moja. Zimekuwa zikitumika kama ujenzi wa vifaa vya elektroniki vya analojia tangu vifaa vya kwanza vilitoka mwishoni mwa miaka ya 1960. Moja ya uzuri wa vifaa hivi ni kwamba walirahisisha muundo wa elektroniki na hali ya usanifishaji wao. Kubuni amplifiers na vifaa vya discrete kulihusisha utaftaji mwingi kwa sababu ya tofauti kati ya vifaa vya kazi. Ikiwa viboreshaji vyote vimejengwa kutoka kwa kufa kwa silicon moja, zote zinaweza kufanywa sawa na kuwa na sifa sawa. Wakati wa kubuni na amplifiers za kufanya kazi, faida maalum kwa kifaa inaweza kupatikana kwa kusanikisha vipinga mbili vya nje na uwiano maalum wa upinzani. Kwa mfano, ikiwa faida ya voltage ya 100 inahitajika, kontena la 100k na kikaidi cha 1k kinaweza kuwekwa kwenye mzunguko kupata uwiano wa 100. Kutumia mkakati huu, faida ni sawa kila wakati. Op-amp maarufu zaidi ya wakati wote ni 741 ambayo imekuwa karibu tangu mapema miaka ya 70 na imekuwa ikitumiwa na vizazi vya wapenda hobby katika kila kitu kutoka kwa amplifiers za sauti hadi vifaa vya umeme. 741 haijatumiwa na tasnia kwa miaka mingi kwa sababu op-amps bora zimetengenezwa, lakini bado zina zifuatazo kati ya wanaovutia na ni rahisi kupata. Vifaa vya kwanza vilitoka kwa mtindo wa pakiti mbili zilizo na pini 8 au chuma cha mviringo. Baadaye, vifaa vya mlima wa uso vilipatikana. 741 na op-amps zingine za mazao yake ya zabibu yaliyotumia transistors ya bipolar na vifaa vinavyotumia pembejeo za athari za shamba zinazotoka baadaye. Pembejeo za transistor ya athari ya shamba ilianza kutumiwa kwa sababu ya hitaji la kuwa na impedance kubwa ya kuingiza na kupunguza unyevu wa sasa.

Hatua ya 2: Kikuzaji kisichobadilisha

Amplifier isiyo ya kugeuza ni mzunguko wa kwanza ambao tutashughulikia. Katika mchoro hapo juu, op amp imeunganishwa na pembejeo kwenda kwa pembejeo nzuri na kipingamizi cha maoni kinaenda kwa pembejeo hasi. Uwiano wa Rf hadi Rg huamua faida. Katika kesi ya mzunguko hapo juu, faida ya voltage ni 10. Mchoro katikati "mipaka halisi" ya 741 op amp wakati wimbi la mraba 10 kHz limelishwa kwenye pembejeo lakini linatoka kama muundo wa mawimbi ya pembetatu kwa sababu ya kasi ndogo ya kubadili kifaa. Wakati pembejeo imeshushwa kwa wimbi la mraba 1 kHz pato inaboresha na inaonekana zaidi kama wimbi halisi la mraba. Upimaji wa uwezo wa op amp kufuata mabadiliko ya ishara ya pembejeo katika amplitude inaitwa "Kiwango cha Slew" na hupimwa kwa volts-per-microsecond. The 741 ina rating tame sana kwa.5 volts-per-microsecond. Amps za kasi zina viwango vya juu kama 5000 volts-kwa-microsecond ingawa kawaida kama TL081 itakuwa na wastani wa wastani wa volts 13 kwa-microsecond.

Hatua ya 3: Kikuzaji cha Kubadilisha

Opamp inaweza kusanidiwa kwa njia ambayo muundo wa wimbi hasi wa voliti 1 unaweza kugeuzwa na kukuzwa ili kutoa muundo mzuri wa mawimbi ya volt 10. Matumizi ya usanidi huu inaweza kuwa mahali popote mabadiliko ya awamu inahitajika kama vile katika hatua za dereva za viboreshaji vya transistor.

Hatua ya 4: Kutumia Op Amp Kama Wimbi la Mraba kwa Sine Wave Converter

Mzunguko hapo juu utabadilisha wimbi la mraba 1000 Hz kuwa wimbi la sine 1000 Hz. Inafanya hivyo kwa kuchuja vitu vyote vya masafa (harmonics) hapo juu na chini ya msingi, ambayo ni wimbi la sine. Badala ya kutumia vipinga katika mzunguko wa maoni, tunatumia vifaa vya kuchagua masafa (capacitors) ambayo hutoa maoni hasi kufuta masafa yasiyotakikana. Mchoro wa kati unaonyesha mzunguko halisi ulioiga na umbo la wimbi lililozalishwa. Mchoro wa tatu unaonyesha majibu ya mzunguko. Jina la kiufundi la aina hii ya mzunguko ni kichungi kinachofanya kazi cha bandpass. Inaruhusu tu bendi nyembamba sana ya masafa kupita bila kupunguzwa.

Hatua ya 5: Kutumia Op Amp kama Msaidizi

Kuna chips zilizojitolea ambazo ni bora kulinganisha, lakini wakati mwingine unaweza kuwa na moja kwa moja, kwa hivyo ni muhimu kila wakati kujua jinsi ya kutengeneza kulinganisha kutoka kwa opamp. Mapitio ya haraka ya kile kulinganisha ni nini, kimsingi ni opamp iliyoundwa kama kipaza sauti bila maoni, ikiruhusu kipaza sauti kufanya kazi kwa faida yake ya juu. Wakati pembejeo moja imefungwa kwa voltage maalum kama vile volts 3 zilizoonyeshwa kwenye mchoro mzunguko utatoa pato ambalo ni karibu kiwango cha juu cha reli wakati pembejeo mbili ziko kwenye voltage moja. Katika kesi ya mzunguko hapo juu, wimbi la sine la 1 kHz hutoa pato linapoinuka juu ya volts 3 na hubadilika tena wakati wimbi la sine linakwenda chini ya volts tatu. Kulinganisha hutumiwa kawaida katika (ADCs) na oscillators ya kupumzika.

Hatua ya 6: Kuunda Amplifier ya Kufupisha na Opamp

Mkusanyiko wa kujumlisha hapo juu unachukua ishara mbili za 1 kHz, moja ya kilele cha 10 mV hadi kilele na nyingine ya kilele cha 20 mV hadi kilele. Matokeo yake ni kilele cha 60 mV hadi kilele. Kwa kuwa ni kipaza sauti kinachobadilisha, inatoa ishara ya awamu tofauti.

Amplifiers ya kujumlisha hutumiwa katika viboreshaji vya sauti ambapo pembejeo tofauti zinahitaji kuongezwa pamoja. Kwa kulisha ishara kwenye potentiometers, ishara zinaweza kuwa anuwai ili kutoa pato linalohitajika.

Hatua ya 7: Mchanganyiko wa Sauti tatu za Ingizo

Mzunguko huu unaweza kutumiwa kuchanganya pamoja vyombo viwili na wimbo wa sauti, pembejeo zaidi zinaweza kuongezwa kama zinahitajika. Kila kiwango cha kuingiza kinaweza kubadilishwa kwa kujitegemea na potentiometers.