Operatiivvõimendeid nimetatakse lühidalt kui Op-Amps ja neid nimetatakse ka diferentsiaalvõimenditeks. Operatiivvõimendit kasutatakse tavaliselt diferentsiaalvõimendina erinevates elektrilistes ja elektroonilistes vooluringides. Neid operatsioonivõimendeid saab kasutada filtreerimise, signaali konditsioneerimise ja matemaatiliste toimingute tegemiseks. The elektrilised ja elektroonilised komponendid operatsioonivõimendi sisend- või väljundklemmides kasutatakse näiteks takistoreid ja kondensaatoreid. Nii et võimendi funktsiooni tulemused, takistusliku tagasiside või mahtuvusliku tagasiside konfiguratsioonide eeliseid reguleerivad need komponendid. Seega võib võimendi saavutada mitmesuguseid toiminguid, seega nimetatakse seda operatsioonivõimendiks. Selles artiklis käsitletakse diferentsiaalvõimendi ahela ja selle töö ülevaadet
Mis on diferentsiaalvõimendi
The elektrooniline võimendi kasutatakse kahe sisendsignaali erinevuse võimendamiseks, võib seda nimetada diferentsiaalvõimendiks. Üldiselt koosnevad need diferentsiaalvõimendid kahest terminalist, nimelt inverteerivast terminalist ja mitte-inverteerivast terminalist. Neid inverteerivaid ja mitteinverteerivaid klemme tähistatakse vastavalt - ja + -ga.
Diferentsiaalvõimendi vooluring
Diferentsiaalvõimendit võib pidada analoogahelaks, mis koosneb kahest sisendist ja ühest väljundist. Diferentsiaalvõimendi vooluahelat saab kujutada nii, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Diferentsiaalvõimendi
Diferentsiaalvõimendi väljundpinge on võrdeline kahe sisendpinge erinevusega. Seda saab võrrandi kujul esitada järgmiselt:
Kus A = võimendi võimendus.
Transistoreid kasutav diferentsiaalvõimendi ahel
Diferentsiaalvõimendi transistore kasutades saab konstrueerida, nagu on näidatud alloleval joonisel, mis koosneb kahest transistorist T1 ja T2. Need transistorid ja takistid on ühendatud vastavalt skeemile.
Transistoride abil vooluahel
Diferentsiaalvõimendi vooluahelas on kaks sisendit I1 ja I2 ning kaks väljundit V1out ja V2out. Sisend I1 rakendatakse transistori T1 baasklemmile, sisend I2 rakendatakse transistori T2 baasklemmile. Transistori T1 ja transistori T2 emitterklemmid on ühendatud tavalise emittertakistiga. Seega mõjutavad kaks sisendsignaali I1 ja I2 väljundeid V1out ja V2out. Diferentsiaalvõimendi vooluahel koosneb kahest toitepingest Vcc ja Vee, kuid puudub maandusklemm. Isegi ühe pingega toiteallika korral saab ka vooluahelat hästi töötada, nagu see on ette nähtud (sarnaselt kahe toitepinge kasutamisel). Seega positiivse pingeallika ja negatiivse vastandpunktid pingeallikas on maapinnaga ühendatud.
Töötab
Diferentsiaalvõimendi tööd saab hõlpsasti mõista, kui anda üks sisend (ütleme I1 juures, nagu on näidatud allpool oleval joonisel) ja mis toodab väljundit mõlemas väljundklemmis.
Võimendi töötab
Kui sisendsignaal (I1) tarnitakse transistori T1 alusele, ilmub transistori T1 kollektori klemmiga ühendatud takisti kohal kõrgepinge langus, mis muutub vähem positiivseks. Kui transistori T1 alusele ei sisestata sisendsignaali (I1), ilmub transistori T1 kollektori klemmiga ühendatud takisti kohale madal pinge langus, mis muutub positiivsemaks. Seega võime öelda, et transistori T1 kollektoriklemmile ilmuv inverteeriv väljund põhineb sisendsignaalil I1, mis tarnitakse T1 baasklemmil.
Kui T1 lülitatakse sisse positiivse väärtuse I1 rakendamisega, suureneb emitteri takistust läbiv vool, kuna emitteri vool ja kollektori vool on peaaegu võrdsed. Seega, kui pinge langeb üle emitteri vastupanu suureneb , siis läheb mõlema transistori emitter positiivses suunas. Kui transistori T2 emitter on positiivne, on T2 alus negatiivne ja selles olukorras on voolu juhtivus väiksem.
Seega on transistori T2 kollektoriklemmis ühendatud takisti pinge langus väiksem. Seega läheb T2 antud positiivse sisendsignaali kollektor positiivses suunas. Seega võime öelda, et transistori T2 kollektori klemmil ilmuv mitteinverteeriv väljund põhineb T1 baasil rakendatud sisendsignaalil.
Võimendust saab juhtida erinevalt, võttes väljundi transistoride T1 ja T2 kollektoriklemmide vahel. Eeltoodud skeemilt lähtudes eeldades, et transistoride T1 ja T2 kõik omadused on identsed ja kui baaspinge Vb1 on võrdne Vb2 (transistori T1 baaspinge on võrdne transistori T2 baaspingega), siis on mõlema transistori emittervoolud võrdne (Iem1 = Iem2). Seega on kogu emitteri vool võrdne T1 (Iem1) ja T2 (Iem2) emitterivoolude summaga.
Seega saab emitterivoolu juhtida kui
Seega jääb emitterivool konstantseks, sõltumata transistoride T1 ja T2 hfe väärtusest. Kui T1 ja T2 kollektoriklemmidega ühendatud takistused on võrdsed, siis on ka nende kollektoripinged võrdsed.
Rakendused
Diferentsiaalvõimendite rakendused hõlmavad järgmist.
Neid on palju diferentsiaalvõimendi rakendused praktilistes vooluringides on diferentsiaalvõimendi ahela tavalised rakendused signaali võimenduse rakendused, mootorite ja servomootorite juhtimine, sisendjärgus emitteriga ühendatud loogika, lüliti ja nii edasi.
Võimendusahelate ja diferentsiaalvõimendi rakenduste kohta lisateabe saamiseks võite pöörduda meie poole, postitades oma päringud, ettepanekud, ideed, kommentaarid ja osates ka kujundada elektroonika projektid iseseisvalt allpool olevas kommentaaride jaotises.
