Operasjonsforsterkere (Paynter kap.22)

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Operasjonsforsterkere (Paynter kap.22)"

Severin Simonsen
7 år siden
Visninger:

1 Operajnrterkere (Paynter kap.) Lndem 4. mar 0 Egenkaper ) Meget tabl (bl.a. mht. temperatur, - drt g lgnende) ) tr rterknng ( = ) DC-kplet 3) Høy nngangmttand - La utgangmttand n ut 4) Kntrllert aegang D. tåler terk tlbakekplng 5) Deranekplng på nngangen Betegnele på rterker m bl.a. kan bruke tl å utøre analge regneperajner m addjn, multplkajn, ntegrajn Tdlgere mye brukt analge regnemakner. N 949 nalg cmputer 960 EI mdel 3-, GMPG Ne and Vbratn Labratry

2 Operajnrterkere Tre ktge parametere :,, > MΩ < 00 Ω > 0 5 gnalymbler : = nput gnal tl rterker = gnalpennng nn tl kreten = utput gnal Htrke Opmp ra Phlbrck Bygget pp a radrør hert rør nnehlder rterkere ( tk. trder) Ekalentkjema

3 Operajnrterkere Deranetrnn på nngangen Puh-Pull klae B rterker på utgangen 3

4 Operajnrterkere elatt kmpleke analge ntegrerte kreter. Ek.: LM74 Natnal emcnductr + Input Derantrnn _ Puh-pull klae B med trømbegrennng Output 4

5 Operajnrterkere Behandler detalj 3 kplnger med perajnrterker. Inerterende rterker. Ikke nerterende rterker 3. Integratrkplng Inerterende rterker = + Knutepunkt på nngangen: = + ( ) ( ) Ønker et uttrykk r rterknngen : Har gtt at = etter nn r lknng rdner g løer mhp Når >> 5

6 Operajnrterkere Inerterende rterker Hr gd er denne apprkmajnen? V antar = g = MΩ Velger = k g = 00k (. apprkmajn ) 00 0 (00 0, ) 5 99,9 Det betyr : H har et ak på r ekempel +/- 0% å l bare endre eg med +/- 0,0 % V er at kratg negat tlbakekplng (eedback) lneærerer ytemet ( På amme måte m r en BJT rterker med emttermttand ) 6

7 Operajnrterkere Inerterende rterker Hr tr er? D. pennngen på nerterende nput. ntar = 0, lt = -0lt 0 00V (0,000lt) 5 0 Inngangen på en nerterende rterker kan betrakte m et Vrtuelt nullpunkt. Inngangmttanden tl en nerterende rterker betemme a eremttanden ( Her er = k ) Huk! kal rterkeren bruke tl ekpermentelle målnger på ukjente gnalklder kan tørrelen på nngangmttanden pårke målereultatet. kal måle på gnalklder med tr (høy) ndre mttand (nereceller) - er det ktg at nngangmttanden tl målerterkeren er tr mye tørre en kldemttanden. Frterkere med la mttand kan rt belate klden å mye at målereultatet blr ukkert. 7

8 Operajnrterkere Ikke-nerterende rterker ( rterker uten aeendng ) = Inngangmttanden tl en kke-nerterende rterker er tr betemme a ( tørrelerden 0 6 Ω ) Kreten tl entre kalle en pennngølger.. gnalet på utgangen er dentk lk gnalet på nngangen. gnalklden på nngangen er nn mt en meget tr mttand ( ) Utgangtrnnet tl en pamp. har meget la ndremttand ( ut ) g kan leere dette gnalet dere tl kreter med relatt la nn. Denne kplngen kan g bruke m rnt end på et målentrument. En pennngølger kan betrakte m en mpedantranrmatr på amme måte m en emtterølger ( e under BJT ) 8

9 Operajnrterkere Integratrkplng Knutepunkt på nngangen: = +? = trøm = ladnng / tdenhet () = q / t q pennngen på en kndenatr : C C dc dq dc d d C C C C C dq ( Dererer ) C d antar 0 C d C d Integrerer på begge der.. g C er kntanter C t 0 9

10 Operajnrterkere ddjn e på trømmene nn tl knutepunket = + ntar = 0 = 0 ( rtuelt nullp. ) Bdraget m her a gnalpennngene år på utganggnalet betemme a rhldet mellm tlbakekplngmttanden g eremttanden tl gnalklden. Ekempel : Denne kplngen bruke lydmkebrd. Tenk deg 3 mkrn- nnganger - eremttandene betemmer tyrken på mkrnlyden bdrag umgnalet ddjn med nerterng g ekt n H = = 3 = = - ( ) en addjn med nerterng 0

11 Operajnrterkere Deranerterker = 4 = 3 egner med en deell OPMP Fr å nne utganggnalet er på her a nngangene alene d. uperpjnprnppet a) alene ( = 0 ) d. har en nerterende rterker b) alene ( = 0 ) d. kke nerterende rterker ummerer bdragene ra a) g b) 3 ( 4 3 ) ( ) Når = 4 = 3 blr ( ) H alle mttandene er lke tre

12 Operajnrterkere Intrumenterngrterker Frterknngen jutere med Inngangmttanden tl gde ntrumenterngrterkere >0 6 ' ( ) ( ) Operajnrterkere - kke lneær perajn Lgartmk rterker T T Ddetrømmen I ( e ) I ( e ) D kal e at er prprjnal med lg ln D ln I V rd T D D nv I e D nv (n=) V T tar lg på begge der Under rutetnng at ln I er ubetydelg juterer lk at I V T ln

13 3 Operajnrterkere - kke lneær perajn Ekpnentalrterker D V at er e I T D T V e I Operajnrterkere - kke lneær perajn nalg djn ) ln( )) ln( ) (ln( K K K

Maen pårke a en krat (t) x = pjnaket ra lkeekt d x d x dx M a bx ( t ) bx kraten ra jæra ax

14 Operajnrterkere - kke lneær perajn mulerng a mekank ytem løer.rden d. lknng C b a Mae pphengt jær g tøtdemper. Maen pårke a en krat (t) x = pjnaket ra lkeekt d x d x dx M a bx ( t ) bx kraten ra jæra ax dempnngen tøtdemper M x krat mae akellerajn _ + C dx dx + _ + _ 3 C ( t ) t 0 x( t ) dx _ + 4 x dx X X = 0 ( t ) M Hjulppheng - jær + tøtdemper Hjulet pårke a en ytre krat (t) 4

15 Operajnrterkere - Frekenrløp Bde - dagram bekrer ampltude g aerløp. De t dagrammene henger ammen Operajnrterkeren har tørt rterkng r DC å aller den med 0 db pr. dekade. Båndbredden betemme a rterknngen (). = 00 (40dB) reulterer en øre grenereken på 0 khz. eduerer rterknngen tl 0 ganger (0dB) øker båndbredden tl 00 khz. Ved grenerekenen ( g ) har et aekt på 45. Faektet tarter en dekade ør g ender med 90 aekt en dekade etter g. Faekt Gan Bandwh Prduct GBW Prduentene ppgr GBW ed = Det betyr at en perajnrterker med ppgtt GBW = MHz l med = 00 ( 40dB ) ha en båndbredde (BW) på 0 khz. GBW MHz = 00 () (BW) ( Frterknngen multplert med båndbredden = GBW ) 5

16 Operajnrterkere - Frekenrløp tgehatghet - lew rate lew rate ( ) er et mål på rterkeren ene tl å reagere på pennngarajner er øre grene r utgangpennngen arajnhatghet. kal ha rrengnngr rterknng a et nurmet gnal er betngelen: ( du( t ) dererer ) max der u( t ) U n( t ) du U c( t ) Makmalerden tl U (t) ahenger både a utgangpennngen ampltude U g rekenen. Den dererte er mak når c(ωt) = U Ekempel Frterkeren 74 har = 0,5 lt/µ Ha blr høyete reken rterkeren kan leere med ampltude U pk = lt? max lew rate U Pk 6 0,5 0 6,8 80kHz H ampltuden U pk øker tl 0 lt blr max reduert tl 8 khz 6

17 Operajnrterkere - Cmmn Mde ejectn at - CM I en deell perajnrterker kal utgangpennngen bare ære ahengg a deranegnalet ( ). kal ære uahengg a ellegnalet. (Cmmn mde) I en rkelg p.amp. nner alltd en lten ret a ellegnalet på utgangen. H deranegnalet rterke med en aktr 500 g ellegnalet (cmmn mde) dempe med en aktr 0,0 Da blr ( derental) 500 CM (03,5dB) ( cmmn md e) 0,0 H har en nerterende rterker med cled lp gan på 0 g en cmmn mde gan (dempnng) på 0,0 da blr CM r kreten : CM CL CM 0 0,0 000 (60dB) CL 00k 0 0k 7

18 Operajnrterkere - Oet pennng g Oet trøm Input Oet ltage (akpennng) Utgangpennngen l te kke ære 0 når begge nngangene kple tl jrd. ( D.gnal = 0 ) Mange rterkere m r ekempel LM74 - har derr ektra kplngpnner tl et juterng- ptmeter lk at kan nulle ut et juterng ( pn g pn 5 på guren tl høyre et null ) ( et ) 0 når et Input Oet Vltage kan dele pp en kntant g tre arerende akpennnger.. t, T g m ak pga. temperatur, td (eldng) g rpennng 8

19 Operajnrterkere - Oet pennng g Oet trøm Oet trøm kal utgangpennngen kal bl null må her a nngangene tløre ne trøm Prduentene ppgr tørreler : ) Input Oet Current ( I IO ) Deranen mellm g ( ) ) Input Ba Current ( I BI ) ( Hletrøm men mddelerden) 9

20 Operajnrterkere - Ekempler ammenlkner LM74 g LT08 Parameter LM74 LT08 Input Oet Vltage mv 0 uv Inpur Ba Current 80 n 40 n Input retance MΩ 300 MΩ Large ltage gan CM 90 db 0 db lewrate 0,5 V/u V/u Gan Bandwh MHz 50 MHz (mn) LT08 er en relatt ny rterker - beregnet r bl.a. aud. Meget tøyak. The LT08/LT8 ltage ne le than the ne a 50 Ω retr. Therere, een n ery lw urce mpedance tranducer r aud ampler applcatn, the LT08/LT8 cntrbutn t ttal ytem ne wll be neglgble. - Fra datablad - Lnear Technlgy Termk tøy en mttand n 4k T 4k B n n B T Tmmelregel : 50 Ω med Hz båndbredde gr nv tøy ed 300K. (rmtemp.) kω ed 300K - g båndbredde 0kHz gr en M tøypennng på 400 nv 0

Like dokumenter

Operasjonsforsterkere

Operasjonsforsterkere Operajnrterkere Kap. Inert. nput Nn nert. nput Op. mp. V CC Output Betegnele på rterker m bla. kan bruke tl å utøre analge regneperajner m addjn, multplkajn, ntegrajn. Tdlgere mye brukt analge regnemakner.