א דעטאלירטע דערקלערונג פון די זיבן הויפט אַפּליקאַציע קרייז דיזיינז פון אָפּ-אַמפּס

גרונטלעכע אנאליז מעטאד פאר אפער אמפס: ווירטועלער אפענער קרייז, ווירטועלער קורץ קרייז. פאר אומבאקאנטע אפער אמפ אפליקאציע קרייזן, ניצט דעם גרונטלעכן אנאליז מעטאד.

אָפּ אַמפּס זענען ברייט גענוצטע דעווייסעס. ווען זיי זענען פארבונדן צו פּאַסיקע פֿידבעק נעטוואָרקס, קענען זיי ווערן גענוצט ווי פּרעציזיע AC און DC אַמפּליפייערס, אַקטיווע פֿילטערס, אָסילאַטאָרן און וואָולטאַזש קאָמפּעראַטאָרן.

1. אַפּליקאַציע פון אָפּ אַמפּס אין אַקטיוו פילטערינג

די פיגור אויבן איז א טיפישע אקטיוון פילטער קרייז (סאראן-קייל קרייז, א טיפ באטערווארט קרייז). דער מעלה פון אקטיוון פילטערינג איז אז עס קען מאכן סיגנאלן גרעסער ווי די אפשנייד-פרעקווענץ פארפוילן שנעלער, און די פילטערינג אייגנשאפטן פארלאנגען נישט קיין הויכע קאפאציטאנץ און קעגנשטאנד.

די פלאנירונג פונקטן פון דעם קרייז זענען: אונטער דער באדינגונג פון טרעפן די פאסיגע אפשנייד פרעקווענץ, זאלן די קעגנשטאנד ווערטן פון R233 און R230 אויסגעקליבן ווערן אזוי קאנסיסטענט ווי מעגליך, און די קאפאציטאנץ פון C50 און C201 זאל אויסגעקליבן ווערן אזוי קאנסיסטענט (ווען די קעגנשטאנד און קאפאציטאנץ ווערטן פון די צוויי-שטאפליגע RC קרייז זענען גלייך, ווערט עס גערופן א סאראן-קייל קרייז), אזוי אז די טיפן דעווייסעס קענען נארמאליזירט ווערן בשעת מען טרעפט די פילטערינג פערפארמאנס. צווישן זיי, פארמיידט דער קעגנשטאנד R280 אז דער אינפוט זאל נישט אויפגעהערט ווערן, וואס וועט פאראורזאכן אן אומנארמאלן אויסקום פון די אפ-אמפ.

די דריי מערסט גענוצטע צווייטע-ארדענונג אקטיווע נידריג-דורכגאַנג פילטער קרייזן פֿאַר פֿילטערירן זענען: באַטערוואָרט, מאָנאָטאָניש פֿאַרקלענערן, פלאַך און גלאַטסטע קורווע;

די מערסט גענוצט אין באַטערוואָרט נידעריק-פּאַס פֿילטערינג איז די סאַראָן-קייל קרייַז, וואָס איז די סימולירטע קרייַז.

פֿאַר אַ פֿילטער, דאַרפֿט איר וויסן זײַן אָפּגעשניטענע פֿרעקווענץ, אָדער איר קענט שרײַבן די טראַנספֿער פֿונקציע און פֿרעקווענץ רעאַקציע.

אויב דער פילטער האט אויך אַן פֿאַרשטאַרקונג פֿונקציע, דאַרפֿט איר וויסן די געווינס פֿונעם פילטער.

ווען די קעגנשטעל און קאַפּאַסיטאַנס ווערטן פון די צוויי-שטאַפּל RC קרייַז זענען גלייך, ווערט עס גערופן אַ סערענקאַ קרייַז. א נעגאַטיווע צוריקקער ווערט אריינגעפירט אין די צווייטע-אָרדענונג אַקטיווע קרייַז צו מאַכן די אַוטפּוט וואָולטידזש פאַלן שנעל אין די הויך-פרעקווענץ קייט.

די פּאַסבאַנד געווינס פון די צווייטע-אָרדענונג אַקטיוו נידעריק-פּאַס פילטער קרייַז איז 1+Rf/R1, וואָס איז די זעלבע ווי די ערשטע-אָרדענונג נידעריק-פּאַס פילטער קרייַז;

באַמערק אז די איינהייט פון m איז אָום און די איינהייט פון N איז u

אַזוי די קאַטאָף אָפטקייט איז קאַלקיאַלייטיד צו זיין

טשעבישעוו, שנעל פארפוילט, אבער מיט כוואליעס אין דעם דורכבאנד;

בעסעל (עליפּטיש), פאַזע-פאַרשיבונג איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער אָפטקייט, און גרופע-פאַרהאַלטונג איז אין עסענץ קאָנסטאַנט.

2. אנווענדונג פון אפעראטאר אין וואלטאזש קאמפעראטאר

די קרייז איז פאקטיש א קאמבינאציע פון א נול-קראָסינג קאָמפּאַראַטאָר און א טיפער אַמפּליפייער קרייז.

די אויסגאַנג ווערט פֿאַרשטאַרקט דורך (1+R292/R273). ווי העכער דער פֿאַרשטאַרקונג־פֿאַקטאָר, אַלץ שטילער איז דער אויפֿגייענדיקער ראַנד פֿון דער קוואַדראַט־כוואַליע.

עס איז אויך דא א שליסל קאמפאנענט קעגנשטעל ווערט אין דעם קרייז וואס מען דארף אויפמערקזאם מאכן, דאס איז R275, וואס באשטימט די שטייגנדיקע שנעלקייט פון דער קוואדראט כוואליע.

3. פּלאַן פון קאָנסטאַנט קראַנט מקור קרייַז

ווי געוויזן אין דער פיגור, איז דער קאָנסטאַנט קראַנט פּרינציפּ אַנאַליז פּראָצעס ווי גייט:
U5B (דער נידעריקער אָפּ אַמפּ אין דער אויבנדערמאָנטער בילד) איז אַ וואָלטאַזש פאָלגער, אַזוי V1=V4;
לויטן ווירטועלן קורץ-צייט פרינציפ פון דעם אפעראציאנעלן פארשטארקער, פארן אפ-אמפ U4A (דער אויבערשטער אפ-אמפ אין דער אויבנדערמאנטער פיגור): V3=V5;

קאמבינירנדיק די אויבנדערמאנטע גלייכונגען, באקומען מיר:

ווען די רעפערענץ וואלטאזש Vref איז פיקסירט ביי 1.8V, איז דער רעזיסטאָר R30 3.6, און די קראַנט אויסגאַנג איז קאָנסטאַנט ביי 0.5mA.

די קאנסטאנטע שטראָם מקור קרייז קען גענוצט ווערן צו דיזיינען קאנסטאנטע שטראָם מקורים פון אנדערע שטראָמען. די גרונט געדאַנק איז: אַלע רעזיסטאָרן דאַרפֿן צו נוצן הויך-פּונקט רעזיסטאָרן מיט קאָנסיסטענט קעגנשטעל ווערטן. די אַרייַנגאַנג רעפערענץ וואָולטידזש (ניצנדיק אַ ספּעציעל רעפערענץ וואָולטידזש טשיפּ) איז צעטיילט דורך די קעגנשטעל ווערט צו באַקומען די אַוטפּוט שטראָם.

אבער, אין פאקטישן באנוץ, כדי צו באשיצן דעם קאנסטאנטן שטראם קוואל קרייז, ווערן א דיאד און א רעזיסטאָר בכלל פארבונדן אין סעריע ביים ארויסגאנג עק. דער ערשטער נוץ דערפון איז צו פארמיידן אז עקסטערנע אריינמישונגען זאלן אריינגיין אין דעם קאנסטאנטן שטראם קוואל קרייז, וואס זאל שאדן דעם קאנסטאנטן שטראם קוואל קרייז, און צווייטנס, צו פארמיידן אז די עקסטערנע לאסט זאל ווערן קורץ-געשלאסן, כדי נישט צו שאדן דעם קאנסטאנטן שטראם קוואל קרייז.

5. טערמישע קעגנשטעל מעסטונג קרייַז

די קרייז אין דער אויבנדערמאנטער בילד איז א טיפישע טערמישע רעזיסטאָר/קאָפּל מעסטונג קרייז. די מעסטונג געדאַנק איז: א 1-10mA קאָנסטאַנטע קראַנט מקור ווערט צוגעגעבן צו דער לאַסט, וואָס וועט דזשענערירן אַ געוויסע וואָולטאַזש אויף דער לאַסט, און די וואָולטאַזש ווערט אַקטיוו געפילטערט. נאָך פּראַסעסינג, ווערט דער סיגנאַל אַדזשאַסטיד (סיגנאַל פֿאַרשטאַרקונג אָדער פֿאַרשוואַכונג), און לעסאָף ווערט דער סיגנאַל געשיקט צו די ADC צובינד.

ווען איר ניצט דעם קרייז, זאָלט איר אויפמערקזאַם זײַן אויף דעם אַרײַנגאַנג פֿון שוץ. TVS קען זײַן פֿאַרבונדן פּאַראַלעל, אָבער זאָלט איר אויפמערקזאַם זײַן אויף דעם איינפֿלוס פֿון קאַפּאַסיטאָרן אויף דער מעסטונג-גענויקייט. פֿאַרשטייט זיך, אויב אין געוויסע ביליקע פֿאַלן, קען מען פֿאַרפּשוטערן די אויבנדערמאָנטע קרייז-דיאַגראַמע צום פֿאָלגנדיקן קרייז.

ביים באנוץ פון אפעראציאנעלע פארשטארקערס, איז א וואלטאזש נאכפאלגער א געוויינלעכע אנווענדונג. די מעלות פון דעם קרייז זענען: ערשטנס, עס פארקלענערט דעם איינפלוס פון דער לאסט אויף דער סיגנאל מקור; צווייטנס, עס פארבעסערט די סיגנאל'ס מעגלעכקייט צו טראגן לאסט.

7. אַפּליקאַציע פון איין מאַכט צושטעלן
ביים פאקטישן באנוץ פון אפער אמפס, ניצן מיר געווענליך צוויי מאכט צושטעלער כדי צו אויפהאלטן די פרעקווענץ אייגנשאפטן פון די אפער אמפס. אבער, מאנchmal ביים פאקטישן באנוץ, האבן מיר נאר איין מאכט צושטעל און קענען אויך דערגרייכן נארמאלע אפעראציע פון די אפער אמפ.

ערשטנס, ניצן מיר די אָפּ אַמפּ פאָלגער קרייַז צו דערגרייכן אַ VCC/2 וואָולטידזש דיווידער:

זיכער, אויב די באדערפענישן זענען נישט זייער הויך, קענען מיר גלייך צעטיילן דעם וואלטאזש מיט רעזיסטאָרן צו באַקומען +VCC/2, אָבער צוליב די כאַראַקטעריסטיקס פון רעזיסטאָר וואלטאזש צעטיילונג, וועט זיין דינאַמישע רעאַקציע גיכקייט זיין זייער פּאַמעלעך, אַזוי ביטע ניצט עס מיט וואָרענונג.

נאכדעם וואס מיר באקומען +VCC/2, קענען מיר ניצן איין מאכט צושטעל צו דערגרייכן די סיגנאל פארשטארקערונג פונקציע, ווי געוויזן אונטן:

אין דעם קרייז, R66=R67//R68, און די אויסגאַנג געווינס פון דעם סיגנאַל איז G=-R67/R68.

די ספעציפישע אנווענדונג ווערט געוויזן אין דער בילד אונטן: דער אָפּ אַמפּ ווערט געטריבן דורך אַן איינציקן +5V_AD, און די וואָלטאַזש פון דעם AD טשיפּ איז 3.3V (באַקומען דורך דעם רעפערענץ וואָלטאַזש טשיפּ REF3033). די 3.3V ווערט צעטיילט דורך רעזיסטאָרן און נאכגעפאָלגט דורך דעם אָפּ אַמפּ צו באַקומען 1.65V, וואָס ווערט געגעבן צו דעם אָפּ אַמפּ'ס אין-פאַסע אַרייַנגאַנג טערמינאַל.