Ενα ενισχυτής οργάνων είναι ένα είδος IC (ολοκληρωμένο κύκλωμα) , χρησιμοποιείται κυρίως για την ενίσχυση ενός σήματος. Αυτός ο ενισχυτής ανήκει στην οικογένεια του διαφορικού ενισχυτή επειδή αυξάνει την ανισότητα μεταξύ δύο εισόδων. Η κύρια λειτουργία αυτού του ενισχυτή είναι να μειώσει τον επιπλέον θόρυβο που επιλέγεται από το κύκλωμα. Η ικανότητα απόρριψης θορύβου είναι γνωστή σε κάθε ακροδέκτη IC που είναι γνωστό ως CMRR (λόγος απόρριψης κοινής λειτουργίας) . ο Ενισχυτής οργάνων IC είναι ένα βασικό συστατικό στο σχεδιασμό του κυκλώματος λόγω των χαρακτηριστικών του όπως υψηλό CMRR, το κέρδος ανοιχτού βρόχου είναι υψηλό, χαμηλή μετατόπιση καθώς και χαμηλή μετατόπιση DC κ.λπ.

Τι είναι ένας ενισχυτής οργάνων;

Ένας ενισχυτής οργάνων χρησιμοποιείται για την ενίσχυση σημάτων πολύ χαμηλού επιπέδου, απορρίπτοντας σήματα θορύβου και παρεμβολών. Παραδείγματα μπορεί να είναι καρδιακοί παλμοί, αρτηριακή πίεση, θερμοκρασία, σεισμοί και ούτω καθεξής. Επομένως, τα βασικά χαρακτηριστικά ενός καλού ενισχυτή οργάνων είναι τα ακόλουθα.

Είσοδοι στο ενισχυτές οργάνων θα έχει πολύ χαμηλή ενέργεια σήματος. Επομένως, ο ενισχυτής οργάνων πρέπει να έχει υψηλό κέρδος και πρέπει να είναι ακριβής.
Το κέρδος πρέπει να είναι εύκολα ρυθμιζόμενο με ένα μόνο χειριστήριο.
Πρέπει να έχει υψηλή αντίσταση εισόδου και χαμηλή αντίσταση εξόδου για την αποφυγή φόρτωσης.
Ο ενισχυτής οργάνων θα πρέπει να έχει υψηλό CMRR από τότε ο μορφοτροπέας Η έξοδος συνήθως περιέχει σήματα κοινής λειτουργίας, όπως θόρυβο όταν μεταδίδεται σε μακρά καλώδια.
Πρέπει επίσης να έχει υψηλό ρυθμό Slew για χειρισμό αιχμηρών χρόνων ανόδου των συμβάντων και παροχή μέγιστης στρέβλωσης τάσης εξόδου.

Ενισχυτής Οργάνωσης με χρήση Op Amp

ο ενισχυτής οργάνων χρησιμοποιώντας κύκλωμα op-amp φαίνεται παρακάτω. ο op-ενισχυτές Τα 1 & 2 είναι μη αντιστρεπτικοί ενισχυτές και το op-amp 3 είναι α ενισχυτής διαφοράς . Αυτά τα τρία op-amp μαζί, σχηματίζουν έναν ενισχυτή οργάνων. Η τελική έξοδος του ενισχυτή οργάνων Vout είναι η ενισχυμένη διαφορά των σημάτων εισόδου που εφαρμόζονται στα τερματικά εισόδου του op-amp 3. Αφήστε τις εξόδους των op-amp 1 και op-amp 2 να είναι Vo1 και Vo2 αντίστοιχα.

Ενισχυτής Οργάνωσης με χρήση Op Amp

Επειτα, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Κοιτάξτε το στάδιο εισόδου του ενισχυτή οργάνων όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. ο Παραγωγή ενισχυτή οργάνων συζητείται παρακάτω.

Το δυναμικό στον κόμβο Α είναι η τάση εισόδου V1. Εξ ου και το δυναμικό στον κόμβο Β είναι επίσης V1, από την εικονική σύντομη ιδέα. Έτσι, το δυναμικό στον κόμβο G είναι επίσης V1.

Το δυναμικό στον κόμβο D είναι η τάση εισόδου V2. Εξ ου και το δυναμικό στον κόμβο C είναι επίσης V2, από το εικονικό σύντομο. Έτσι, το δυναμικό στον κόμβο Η είναι επίσης V2.

Στάδιο εισόδου του ενισχυτή οργάνων

ο λειτουργία του ενισχυτή οργάνων είναι, ιδανικά, το ρεύμα στο στάδιο εισόδου op-amps είναι μηδέν. Επομένως το τρέχον I μέσω οι αντιστάσεις Τα R1, Rgain και R1 παραμένουν τα ίδια.

Εφαρμογή Ο νόμος μεταξύ των κόμβων E και F,

I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) ………………………. (1)

I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)

Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ρεύμα στην είσοδο των op-amp 1 & 2, το ρεύμα I μεταξύ των κόμβων G και H μπορεί να δοθεί ως,

I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(δύο)

Εξισώνοντας τις εξισώσεις 1 και 2,

(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain

(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)

Η έξοδος του ενισχυτή διαφοράς δίνεται ως,

Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Επομένως, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Αντικατάσταση (Vo1 - Vo2) τιμή στην εξίσωση 3, παίρνουμε

“ημιαγωγών τύπου p και n-τύπου ”

(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain

δηλ. Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)

Αυτή η παραπάνω εξίσωση δίνει την τάση εξόδου ενός ενισχυτή οργάνων.

Το συνολικό κέρδος του ενισχυτή δίνεται από τον όρο (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Το συνολικό κέρδος τάσης ενός ενισχυτής οργάνων μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας την τιμή της αντίστασης Rgain.

Η εξασθένηση σήματος κοινής λειτουργίας για τον ενισχυτή οργάνων παρέχεται από τον ενισχυτή διαφοράς.

Πλεονεκτήματα του ενισχυτή οργάνων

ο πλεονεκτήματα του ενισχυτή οργάνων συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

Το κέρδος των τριών op-amp ενοργάνιση κύκλωμα ενισχυτή μπορεί εύκολα να μεταβληθεί ρυθμίζοντας την τιμή ενός μόνο αντιστάτη Rgain.
Το κέρδος του ενισχυτή εξαρτάται μόνο από τις εξωτερικές αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται.
Η σύνθετη αντίσταση εισόδου είναι πολύ υψηλή λόγω των διαμορφώσεων του εκπομπού των ενισχυτών 1 και 2
Η αντίσταση εξόδου του ενισχυτή οργάνων είναι πολύ χαμηλή λόγω του ενισχυτή διαφοράς3.
Το CMRR του op-amp Το 3 είναι πολύ υψηλό και σχεδόν όλο το σήμα κοινής λειτουργίας θα απορριφθεί.

Εφαρμογές ενισχυτή οργάνων

ο εφαρμογές του ενισχυτή οργάνων συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

Αυτοί οι ενισχυτές περιλαμβάνουν κυρίως όπου απαιτείται η ακρίβεια του υψηλού διαφορικού κέρδους, η ισχύς πρέπει να διατηρείται σε θορυβώδες περιβάλλοντα, καθώς και όπου υπάρχουν τεράστια σήματα κοινής λειτουργίας. Ορισμένες από τις εφαρμογές είναι
Οι ενισχυτές οργάνων χρησιμοποιούνται στο απόκτηση δεδομένων από μικρό o / p μορφοτροπείς σαν θερμοζεύγη , μετρητές τάσης, μετρήσεις Γέφυρα Wheatstone , και τα λοιπά.
Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται στην πλοήγηση, στην ιατρική, στο ραντάρ κ.λπ.
Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση του Αναλογία S / N ( σήμα προς θόρυβο ) σε εφαρμογές ήχου, όπως ηχητικά σήματα με χαμηλό πλάτος.
Αυτοί οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται για απεικόνιση καθώς και απόκτηση δεδομένων βίντεο για τη ρύθμιση του σήματος υψηλής ταχύτητας.
Αυτά τα ενισχυτές χρησιμοποιούνται σε συστήματα καλωδίων RF για ενίσχυση του σήματος υψηλής συχνότητας.

Διαφορά μεταξύ ενισχυτή λειτουργίας και ενισχυτή οργάνων

Οι βασικές διαφορές μεταξύ του λειτουργικού ενισχυτή και του ενισχυτή οργάνων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Ενα λειτουργικός ενισχυτής (op-amp) είναι ένα είδος ολοκληρωμένου κυκλώματος
Ο ενισχυτής οργάνων είναι ένας τύπος διαφορικού ενισχυτή
Ο ενισχυτής οργάνων μπορεί να κατασκευαστεί με τρεις λειτουργικούς ενισχυτές.
Ο διαφορικός ενισχυτής μπορεί να κατασκευαστεί με ένα μόνο τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ .
Η τάση εξόδου του ενισχυτή διαφοράς επηρεάζεται λόγω των αντιστάσεων αναντιστοιχίας
Ο ενισχυτής οργάνων προσφέρει κέρδος με μία αντίσταση της πρωτεύουσας φάσης του που δεν χρειάζεται αντιστοίχιση αντίστασης.

Έτσι, πρόκειται για ένα ενισχυτής οργάνων . Από τις παραπάνω πληροφορίες, τέλος, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτό είναι ένα ουσιαστικό ολοκληρωμένο κύκλωμα ενώ αντιμετωπίζουμε συνθήκες χαμηλής τάσης. Το κέρδος του ενισχυτή μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας τις αντιστάσεις στην πλευρά εισόδου. Αυτός ο ενισχυτής έχει υψηλή αντίσταση εισόδου καθώς και υψηλή CMRR. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία ενός ενισχυτή οργάνων;