Anplifikadore operazionalen oinarrizko analisi metodoa: zirkuitu ireki birtuala, zirkuitulabur birtuala. Anplifikadore operazionalen aplikazio zirkuitu ezezagunetarako, erabili oinarrizko analisi metodo hau.
Operazio-anplifikadoreak oso erabiliak diren gailuak dira. Atzeraelikadura-sare egokietara konektatuta daudenean, zehaztasun handiko AC eta DC anplifikadore, iragazki aktibo, osziladore eta tentsio-konparadore gisa erabil daitezke.
- Anplifikadore operazionalen aplikazioa iragazketa aktiboan
Goiko irudia ohiko iragazki aktibo baten zirkuitua da (Saron-Kayl zirkuitua, Butterworth zirkuitu mota bat). Iragazketa aktiboaren abantaila da mozketa-maiztasuna baino handiagoak diren seinaleak azkarrago txikitu ditzakeela, eta iragazketa-ezaugarriek ez dutela kapazitantzia eta erresistentzia handirik behar.
Zirkuitu honen diseinu puntuak hauek dira: mozketa-maiztasun egokia betetzen bada, R233 eta R230 erresistentzia-balioak ahalik eta koherenteenak hautatu behar dira, eta C50 eta C201 kapazitantzia koherentea aukeratu behar da (bi faseko RC zirkuituaren erresistentzia- eta kapazitantzia-balioak berdinak direnean, Saron-Kayl zirkuitua deitzen zaio), gailu motak normalizatu ahal izateko iragazketa-errendimendua betetzen den bitartean. Horien artean, R280 erresistentziak sarrera etetea eragozten du, eta horrek anplifikadore operazionalaren irteera anormala eragingo du.
Iragazteko gehien erabiltzen diren bigarren mailako behe-paseko iragazki aktiboen hiru zirkuituak hauek dira: Butterworth, monotonikoki beherakorra, kurba laua eta leunena;
Butterworth-en behe-paseko iragazketan gehien erabiltzen dena Saron-Kayl zirkuitua da, hau da, zirkuitu simulatua.
Iragazki batentzat, bere ebakitze-maiztasuna jakin behar duzu, edo transferentzia-funtzioa eta maiztasun-erantzuna idatz ditzakezu.
Iragazkiak anplifikazio funtzioa ere badu, iragazkiaren irabazia jakin behar duzu.
Bi faseko RC zirkuituaren erresistentzia eta kapazitantzia balioak berdinak direnean, Serenka zirkuitua deitzen zaio. Bigarren mailako zirkuitu aktiboan feedback negatiboa sartzen da irteerako tentsioa maiztasun handiko tartean azkar jaisteko.
Bigarren mailako iragazki-zirkuitu aktiboaren banda-irabazia 1+Rf/R1 da, lehen mailako iragazki-zirkuituaren berdina;
Kontuan izan m-ren unitatea ohm dela eta N-ren unitatea u dela.
Beraz, ebakitze-maiztasuna kalkulatzen da
Chebyshev, azkar gainbehera doana, baina banda-zabaleran uhinak dituena;
Bessel-en arabera (eliptikoa), fase-desplazamendua maiztasunarekiko proportzionala da, eta talde-atzerapena funtsean konstantea da.
2. Anplifikadore operazionalaren aplikazioa tentsio-konparagailuan
Zirkuitu hau, egia esan, zero gurutzatzeko konparadore baten eta anplifikadore sakon baten konbinazioa da.
Irteera (1+R292/R273) bidez anplifikatzen da. Anplifikazio faktorea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta aldapatsuagoa izango da uhin karratuaren goranzko ertza.
Zirkuitu honetan arreta jarri beharreko erresistentzia-balio nagusi bat ere badago, R275, uhin karratuaren igoera-abiadura zehazten duena.
3. Korronte konstanteko iturri zirkuituaren diseinua
Irudian ikusten den bezala, korronte konstantearen printzipioaren analisi prozesua honako hau da:
U5B (goiko irudiko beheko operazio-anplifikagailua) tentsio-jarraitzaile bat da, beraz, V1=V4;
Operazio-anplifikadorearen printzipio labur birtualaren arabera, U4A operazio-anplifikadorearentzat (goiko irudiko goiko operazio-anplifikadorearentzat): V3=V5;
Goiko ekuazioak konbinatuz, hau lortzen dugu:
Vref erreferentzia-tentsioa 1.8V-tan finkatuta dagoenean, R30 erresistentzia 3.6 da, eta irteerako korrontea konstantea da 0.5mA-tan.
Korronte konstanteko iturri zirkuitu hau beste korronte batzuen korronte konstanteko iturriak diseinatzeko erabil daiteke. Oinarrizko ideia hau da: erresistentzia guztiek erresistentzia-balio koherenteak dituzten zehaztasun handiko erresistentziak erabili behar dituzte. Sarrerako erreferentzia-tentsioa (erreferentzia-tentsio txip berezi bat erabiliz) erresistentzia-balioarekin zatitzen da irteerako korrontea lortzeko.
Hala ere, benetako erabileran, korronte konstantearen iturri zirkuitua babesteko, diodo bat eta erresistentzia bat seriean konektatzen dira normalean irteera muturrean. Honen lehen abantaila da kanpoko interferentziak korronte konstantearen iturri zirkuituan sartzea saihestea, korronte konstantearen iturri zirkuituari kalteak eraginez, eta bigarrenik, kanpoko karga zirkuitulaburra ez egitea, korronte konstantearen iturri zirkuitua ez kaltetzeko.
5. Erresistentzia termikoaren neurketa zirkuitua
Goiko irudiko zirkuitua erresistentzia termiko/pare neurtzeko zirkuitu tipiko bat da. Neurketaren ideia hau da: 1-10mA-ko korronte-iturri konstante bat gehitzen zaio kargari, eta horrek tentsio jakin bat sortuko du kargan, eta tentsio hori aktiboki iragazten da. Prozesatu ondoren, seinalea doitzen da (seinalearen anplifikazioa edo ahultzea), eta azkenik seinalea ADC interfazera bidaltzen da.
Zirkuitu hau erabiltzean, arreta jarri sarrera muturrean babesa aplikatzean. TVSak paraleloan konekta daitezke, baina arreta jarri kondentsadoreek neurketaren zehaztasunean duten eraginari. Noski, kostu txikiko kasu batzuetan, goiko zirkuitu diagrama honako zirkuitu honetara sinplifikatu daiteke.
Operazio-anplifikadoreen erabileran, tentsio-jarraitzailea aplikazio arrunta da. Zirkuitu honen onurak hauek dira: lehenik, kargak seinale-iturrian duen eragina murrizten du; bigarrenik, seinaleak karga eramateko duen gaitasuna hobetzen du.
7. Energia-iturri bakarraren aplikazioa
Anplifikadore operazionalen benetako erabileran, normalean elikatze-iturri bikoitzak erabiltzen ditugu anplifikadore operazionalen maiztasun-ezaugarriak mantentzeko. Hala ere, batzuetan benetako erabileran, elikatze-iturri bakarra dugu eta anplifikadore operazionalaren funtzionamendu normala ere lor dezakegu.
Lehenik eta behin, op amp jarraitzaile zirkuitua erabiltzen dugu VCC/2 tentsio zatitzaile bat lortzeko:
Noski, eskakizunak oso altuak ez badira, tentsioa zuzenean erresistentziekin zatitu dezakegu +VCC/2 lortzeko, baina erresistentziaren tentsio-zatiketaren ezaugarriengatik, bere erantzun dinamikoaren abiadura oso motela izango da, beraz, kontuz erabili mesedez.
+VCC/2 lortu ondoren, elikatze-iturri bakarra erabil dezakegu seinalearen anplifikazio-funtzioa lortzeko, behean erakusten den bezala:
Zirkuitu honetan, R66=R67//R68 da, eta seinalearen irteerako irabazia G=-R67/R68 da.
Aplikazio espezifikoa beheko irudian ageri da: anplifikadore operazionala +5V_AD bakar batez elikatzen da, eta AD txiparen tentsioa 3.3V da (REF3033 erreferentziazko tentsio txipak lortua). 3.3V horiek erresistentziekin zatitzen dira eta anplifikadore operazionalarekin jarraitzen dira 1.65V lortzeko, eta hori anplifikadore operazionalaren fase bereko sarrera terminalera ematen da.
