- Что прекращает работу операционного усилителя?
- Почему важно отключение операционного усилителя?
- Какие параметры следует учитывать?
- Тестирование схемы
Операционный усилитель играет очень важную роль при проектировании схем с аналоговыми компонентами. Но при реализации таких схем на основе операционных усилителей бывают ситуации, когда один или несколько операционных усилителей остаются неиспользованными, что вызывает нежелательное поведение в одном или всех этих неиспользуемых операционных усилителях, что влияет на общую производительность системы.
Чтобы избежать такого нежелательного поведения, неиспользуемые операционные усилители должны быть правильно терминированы, иначе это может привести к таким проблемам, как повышенное энергопотребление и дополнительный шум.
Итак, в этом уроке я собираюсь обсудить
- Как правильно отключить неиспользуемый операционный усилитель и его дополнительные преимущества.
- Как плохо сконфигурированный операционный усилитель может привести к различным проблемам в цепи.
- Ну и напоследок раздел, посвященный тестированию практической схемы.
Итак, без лишних слов, приступим.
Что прекращает работу операционного усилителя?
Если после того, как вы услышали термин «прекращение», вы подумываете об отключении операционного усилителя, позвольте мне сказать вам, что это не так. Завершая работу операционного усилителя, я имел в виду сконфигурировать операционный усилитель таким образом, чтобы устройство могло работать стабильно.
Почему важно отключение операционного усилителя?
- Если оставить неиспользуемые выводы операционного усилителя плавающими, это вызовет неожиданные сдвиги напряжения, которые могут привести к неожиданному поведению в цепи.
- При правильной конфигурации шум радиочастотных помех может быть значительно снижен.
- Потребляемая мощность и рассеиваемая мощность в ИС также могут быть минимизированы.
Какие параметры следует учитывать?
Диапазон входного синфазного напряжения: превышение входного синфазного напряжения приведет к повреждению входной части операционного усилителя.
Диапазон входного дифференциального напряжения: определяется как максимальный диапазон напряжения, который может быть приложен между неинвертирующим и инвертирующим входными контактами. Превышение этих диапазонов также может повредить входную часть операционного усилителя.
Насыщение выхода: Насыщение выхода происходит, когда выход операционного усилителя приводится в действие рядом с шинами питания, и насыщенный операционный усилитель всегда будет потреблять больше тока, а также рассеивать больше мощности по сравнению с ненасыщенным операционным усилителем.
Чтобы избежать насыщения выходного сигнала и EOS, нам нужно максимально ограничить размах выходного сигнала. Более низкая настройка усиления может предотвратить выходное насыщение.
Усиление разомкнутого контура: поскольку любой операционный усилитель имеет очень большое усиление разомкнутого контура, важно замкнуть контур.
Отрицательная обратная связь - очень простой и распространенный метод достижения стабильного результата.
Это практически все параметры, которые необходимо учитывать перед настройкой операционного усилителя.
Тестирование схемы
Для тестирования схемы мы будем использовать популярную микросхему инструментального усилителя OPA2134 от Texas Instruments, но перед этим давайте рассмотрим некоторые из вышеупомянутых параметров, которые нам необходимо учитывать.
Давайте посмотрим на некоторые входные характеристики этого операционного усилителя:
Таблица в техническом описании показывает абсолютный максимальный номинал операционного усилителя, в таблице указан диапазон входного напряжения (В -) - 0,7 (В +) + 0,7, этот рейтинг является максимальным диапазоном входного напряжения для не- инвертирующий и инвертирующий вход операционного усилителя, которые нельзя превышать.
Теперь все прояснилось, давайте рассмотрим нашу первую тестовую схему,
Чтобы проверить схему, я использую мустиметр meco 450B + и мустиметр meco 108B +, здесь мустиметр meco 450B + измеряет ток, а мустиметр meco 108B + измеряет выходное напряжение.
На приведенном выше рисунке показана первая тестовая схема, которую я собираюсь протестировать. Но сначала давайте посмотрим, какой ток потребляет операционный усилитель, когда он просто включен.
Как вы можете видеть на изображении выше, это около 5,23 мА.
Первая конфигурация:
Поскольку я использую версию этой ИС с двумя операционными усилителями, я настроил один из них как неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления, равным единице, а другой вывод схемы является плавающим, давайте посмотрим, какой ток он потребляет..
Как видите, операционный усилитель потребляет около 18,6 мА тока.
В первой конфигурации операционного усилителя неинвертирующий и инвертирующий вывод операционного усилителя подключен к земле, а выход остается плавающим, После завершения настройки мой meco 108B + mustimeter подключен к выходу, показывающему напряжение, а мой meco 450B + подключен последовательно, показывая ток, как вы можете видеть из приведенного выше изображения, выход высокий, и операционный усилитель теперь находится в насыщенном состоянии. состояние, таким образом, рассеивается больше энергии.
Так обстоит дело с этим конкретным операционным усилителем в моей макетной плате с другими операционными усилителями. Вы можете увидеть, что выходной сигнал операционного усилителя низкий из-за входного напряжения смещения операционного усилителя. В некоторых случаях выходной сигнал будет резко повышаться, а затем понижаться.
В других высокоточных инструментальных усилителях такая конфигурация обязательно нарушит входной синфазный диапазон, поэтому высока вероятность того, что входная секция может быть повреждена.
Вторая конфигурация:
Вышеупомянутая конфигурация является второй наиболее распространенной конфигурацией, которую вы можете найти в Интернете.
Практический результат этой схемы показан выше.
Как вы можете видеть в этой конфигурации, операционный усилитель также находится в состоянии насыщения, и его потребляемый ток такой же, как и первый. В некоторых случаях вы можете увидеть, что операционный усилитель потребляет ток в сотни мА, поскольку операционный усилитель выходит за пределы диапазона входного синфазного напряжения для обоих входов.
Третья конфигурация:
После завершения второй конфигурации у нас есть последняя конфигурация.
На изображении выше показана последняя конфигурация, в этой конфигурации неинвертирующий вывод подключен к делителю напряжения, а сам операционный усилитель настроен как повторитель напряжения. Практический результат показан ниже:
В этой конфигурации вы можете видеть, что выходное напряжение находится между напряжением питания, поэтому эта конфигурация гарантирует, что входное напряжение находится в диапазоне синфазного напряжения.
Хотя потребление тока выше для этого конкретного операционного усилителя, с этой конфигурацией можно удовлетворить все основные рекомендуемые рабочие условия, указанные в таблице данных.
- операционный усилитель стабилен с низким коэффициентом усиления
- Мы успешно выполнили входные характеристики, рекомендованные таблицей данных.
- Выходное напряжение не насыщено
- Энергопотребление и мощность также стабильны
Если вы хотите узнать больше об этой теме, есть отличная документация от Taxus Instruments и maxim Integrated.
Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое. Если у вас есть сомнения, вы можете задать вопрос в комментариях ниже или воспользоваться нашим форумом для подробного обсуждения.