Amplificadors operatius: tipus, denominacions, tancaments amplificadors

Una mica d’història

Primer, algunes paraules sobre què són els amplificadors operatius (amplificadors opcionals). El propi nom suggereix que algunes operacions es realitzen amb la seva ajuda. Podria ser un instrument quirúrgic? De res. Aquesta eina està dissenyada per realitzar diverses operacions matemàtiques.

Inicialment, es van utilitzar amplificadors operatius en ordinadors analògics (AVMs), en què la informació es representava mitjançant senyals continus en forma de corrents i tensions.

Tot i que els AVMs ja són cosa del passat, senyals analògicsobtinguts de diversos sensors (per exemple, la pressió del fluid o l’angle de gir del pedal de gas) encara s’utilitzen molt àmpliament. I no hi ha res senzill per a això.

Molt sovint, els senyals analògics es converteixen en digitals mitjançant, per exemple, un ADC, i el seu posterior processament es realitza digitalment mitjançant microprocessadors o microcontroladors.

Amplificadors operatius de làmpades

Primer, els AVM de tub fix, es van realitzar operacions matemàtiques en dades analògiques mitjançant circuits especials, que es van anomenar amplificadors operatius. Naturalment, els primers amplificadors operatius van ser amplificadors de tub. El seu aspecte i diagrama es mostren a les figures 1 i 2.

Figura 1

Figura 2

El disseny de l'amplificador operatiu queda clar de la figura: tot el circuit es va muntar en un sol carcatge i es va inserir simplement a la presa utilitzant una base octal com a làmpada única. La base elemental, com es desprèn de la figura 2, és un parell de làmpades, triodes triples. Com si només 4 transistors.

Amplificadors operatius de transistors

Després de l’arribada dels transistors, es van començar a implementar amplificadors operatius en forma de plaques amb connectors, i aquest estat de coses va continuar fins que es van inventar circuits integrats. Això va millorar una mica l'estat general de les coses i va privar el circuit de tots els inconvenients: elevat consum d'energia i baixa fiabilitat a causa de la vida limitada de la làmpada. Però els inconvenients dels transistors tenien els seus inconvenients. En primer lloc, les seves dimensions eren força grans, m’agradaria menys.

Amplificadors operatius integrats

El primer amplificador operatiu integrat µA702 va ser desenvolupat el 1963 per Robert Widlar, un empleat de Fairchild Semiconductor. El dispositiu només contenia 9 transistors, però costava fins a 300 dòlars, cosa que va permetre utilitzar-lo només en desenvolupaments per a la indústria militar. Però, en general, va ser un gran pas endavant, un dels majors descobriments en l'electrònica.

Ja el 1965, Robert Widlar va dissenyar l'amplificador operatiu µA709, que costava molt menys fabricar, per només 10 dòlars. I fins i tot un preu així no permetia utilitzar-lo per a electrodomèstics, però era força acceptable per a l’automatització industrial, etc. tasques.

El 1967, Widlar es va incorporar al National Semiconductor, on sota el seu lideratge van desenvolupar el LM101, que tenia les millors característiques. El 1968, Fairchild va llançar el µA741, que tenia una correcció de freqüència interna, cosa que va fer que el seu funcionament fos encara més estable - un amplificador operatiu amb correcció interna no és propens a l'autoexcitació.

Com ja s’ha dit L’objectiu principal de l’amplificador operatiu és realitzar operacions matemàtiques sobre variables analògiques representades per tensions (suma, integració, multiplicació, etc.). Però més tard es va fer evident que l’amplificador op és un element molt universal i la seva aplicació és simplement il·limitada: amplificació de senyal, filtres de freqüència activa, generadors, comparadors i molt més.

Ara, els amplificadors operatius es produeixen en quantitats que és senzillament impossible de fer sense la seva utilització. A més, en alguns casos el preu d’aquests productes electrònics és molt baix, i les possibilitats són molt elevades. Ja hi ha diversos amplificadors operatius en un cas, el consum de microenergia i un nivell molt baix de soroll intern apropen els amplificadors reals als ideals. Tot això permet l’ús d’amplificadors operatius fins i tot en equips de so professionals (mescladors multicanal), cosa que els fa simplement insubstituïbles.

Per descomptat, la història de l’aparició i desenvolupament d’amplificadors operatius és molt més llarga i, probablement, més interessant, però de moment ens limitarem a aquesta informació.

Símbols de l'amplificador operatiu

O una història sobre triangles i rectangles

Els primers passos en la ràdio aficionada comencen, per regla general, amb l’ús de transistors discrets, que, sovint amb certa ironia o, al contrari, respecte, els especialistes experimentats simplement anomenen “fluixos”. En aquests transistors es pot fer gairebé qualsevol cosa, però sovint aquesta ocupació requereix una qualificació força alta de l’intèrpret.

Un exemple senzill: l’ajustament d’un UMZCH d’alta qualitat pot costar diversos jocs de potents transistors cars. Per evitar que això passi, haureu de tenir experiència suficient en la creació d’aquests dispositius, utilitzar diversos dispositius de protecció als circuits d’alimentació i càrrega. En el cas més senzill, llums incandescents de la tensió i la potència corresponents.

Es pot obtenir molt més ràpid que els resultats finals sobre la base de "amplificador" si s'utilitza l'ULF en el rendiment integrat. N’hi ha prou d’afegir-hi uns quants resistors, condensadors, una font d’alimentació, un bloc timbral i, si us plau, teniu un amplificador ja preparat al vostre davant. Però aquí parlarem d'amplificadors operatius, el seu ús en dissenys de ràdio aficionats.

Probablement ningú col·leccioni AVM a casa i tota mena d’afegidors-diferenciadors. Un ús molt estès d’amplificadors op en amplificadors, mescladors i just quan es reparen diversos equips electrònics requerirà almenys coneixements bàsics sobre amplificadors operatius. De què s’escriurà en aquest article.

Com s’indiquen els amplificadors operatius als circuits elèctrics

Com totes les parts de ràdio dels amplificadors operatius, s'indiquen en els diagrames utilitzant símbols gràfics convencionals UGO. Les designacions poden ser molt diverses, encara que, en general, signifiquen el mateix. A la primera coneixença dels circuits sobre amplificadors operatius, apareixen dubtes, de sobte faré alguna cosa malament, de sobte, tot simplement es cremarà.

Si no es té en compte l'estructura interna dels amplificadors operatius, que, per cert, és més aviat complicat a primera vista (aquestes són les tradicions de l'electrònica integrada), els operadors semblen lògics i senzills. La descripció addicional tractarà només de les conclusions externes i del seu ús en diversos esquemes.

Un amplificador operatiu modern sol tenir dues entrades, una sortida i dues sortides per connectar potència. Aquest és el conjunt mínim de "gentilesa". A més de les conclusions anteriors, hi pot haver conclusions per connectar elements de correcció de freqüència, conclusions per a l'equilibri (ajustament zero a la sortida). A la figura 1. es mostren diversos UGO per a amplificadors operatius. Considereu-los el més detallats possible.

Figura 3

A les figures 1a i 1b, els casos de l'amplificador operatiu es mostren en forma de triangle isòscel. Sí, no és res més que una caixa de microcircuits. Al costat esquerre hi ha 2 entrades: invertir (indicat amb un signe menys o un cercle petit) i no invertir (indicat amb un signe més o simplement dibuixat sense cercle). Nota: si el circuit està dibuixat segons les "regles de bon to", totes les entrades són a l'esquerra i les sortides a la dreta de l'element en qüestió.Les conclusions auxiliars, per exemple, la correcció, la nutrició, es poden localitzar com vulgueu.

Aquí, just a la cantonada dreta del triangle, hi ha una sortida amb la inscripció "Sortida", i els terminals per connectar la potència, sovint dos polars, es mostren a sobre i a sota. Per tal de no sobrecarregar les dades del circuit, no es mostren les fonts d'alimentació. La seva adhesió s’indica simplement a les notes de l’esquema.

El cas de l'amplificador operatiu es pot representar com un rectangle, tal com es mostra a la figura 1c. La resta de parts d'aquesta figura són les mateixes que el cas d'un cas triangular.

Tancaments per amplificadors operatius

La tecnologia moderna de semiconductors ha aconseguit aquests avenços que el nombre d'estructures de semiconductors d'un recinte simplement no es pot computar. N’hi ha prou amb recordar els microprocessadors moderns, el nombre de transistors en què ascendeix a milers de milions de peces. Per tant, col·locar en un cas diversos amplificadors operatius que contenen només unes dotzenes de transistors és fins i tot una qüestió molt senzilla.

Figura 4

La ubicació dels terminals dels amplificadors operatius de diversos tipus en els mateixos casos és la mateixa, cosa que facilita la seva substitució, especialment en els casos en què els amplificadors operatius estan instal·lats als connectors. Però, al mateix temps, es poden fer amplificadors operatius del mateix tipus en casos completament diferents. Aquesta varietat es requereix en condicions de producció massiva i a gran escala, principalment per a la comoditat de desenvolupar plaques de circuit imprès i el disseny complet d’un dispositiu electrònic.

La figura 3 mostra els amplificadors operatius realitzats en els casos DIP8, DIP14.

 

Figura 5

La figura 4 mostra un amplificador operatiu del tipus 4558 en un recinte de tipus SIP-8: un recinte de vuit pines d'una sola fila.

Figura 6

Actualment, els amplificadors operatius dels recintes SMD estan guanyant popularitat.

Figura 7

En el proper article, considerarem l’amplificador operatiu ideal, les seves entrades i sortides, i algunes propietats bàsiques que són útils en el procés de desenvolupament i fabricació independents (llegiu només la soldadura al vostre oci) de diversos esquemes "per a l’ànima". I és realment bo si es substitueix el procés de soldadura taulers de pa sense soldarsobre quin article ja ha estat.

Continuació de l'article:L’amplificador operatiu ideal

Boris Aladyshkin