เครื่องขยายเสียงการดำเนินงาน: แผนภาพการเดินสายหลักการทำงาน วงจรแอมพลิฟายเออร์บนเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานของเครื่องขยายเสียงที่ไม่มีการคว่ำ วงจรของเครื่องขยายเสียงของแรงดันไฟฟ้าของกระแสตรงในเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน

บทความนี้จะพิจารณา วงจรเครื่องขยายเสียง มาตรฐานเกี่ยวกับ เครื่องขยายเสียง ในการดำเนินงานรวมทั้งตัวอย่างของโหมดการทำงานต่างๆของอุปกรณ์นี้ ในวันที่ไม่มีอุปกรณ์ควบคุมสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์สากลที่แท้จริงที่ช่วยให้คุณสามารถทำงานต่างๆพร้อมกับสัญญาณ เกี่ยวกับวิธีการทำงานและสิ่งที่ช่วยให้คุณทำอุปกรณ์นี้โดยเฉพาะคุณจะพบในภายหลัง

เครื่องคว่ำอินเวอร์เตอร์

วงจรของเครื่องขยายเสียงคว่ำบน amp op ค่อนข้างง่ายคุณสามารถเห็นได้ในภาพ มันขึ้นอยู่กับเครื่องขยายเสียงการดำเนินงาน (แผนการรวมของมันจะกล่าวถึงในบทความนี้) นอกจากนี้ที่นี่:

1. เมื่อแรงดันไฟฟ้า R1 ตัวต้านทานตกอยู่ในค่าของมันเป็นเช่นเดียวกับการป้อนข้อมูลอย่างใดอย่างหนึ่ง
2. ตัวต้านทาน R2 ยังมี แรงดันตก - มันเหมือนกับ แรงดัน ขาออก

ในกรณีนี้อัตราส่วนของแรงดันขาออกไปยังความต้านทาน R2 เท่ากับค่าเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าเข้ากับ R1 แต่กลับไปที่เครื่องหมาย รู้ความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าคุณสามารถคำนวณหาได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้จำเป็นต้องแบ่งแรงดันขาออกเป็นแรงดันไฟฟ้าเข้า ในขณะเดียวกัน เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน (วงจรสวิตช์สามารถเป็นได้) สามารถได้รับค่าเท่ากันทุกชนิด

งานผลตอบรับ

ตอนนี้เราต้องวิเคราะห์ในรายละเอียดเพิ่มเติมหนึ่งจุดสำคัญ - การทำงานของข้อเสนอแนะ สมมติว่ามีแรงดันไฟฟ้าที่ใส่ สำหรับความเรียบง่ายของการคำนวณเราใช้ค่าเท่ากับ 1 วีให้เราสมมติว่า R1 = 10 kΩ, R2 = 100 kOhm

สมมติว่าเกิดเหตุการณ์ไม่คาดฝันขึ้นเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าถูกตั้งไว้ที่ 0 V ที่เอาต์พุตของน้ำตกจากนั้นเราจะเห็นภาพที่น่าสนใจ: สองตัวต้านทานเริ่มทำงานเป็นคู่ ๆ กันพวกเขาสร้างตัวหารแรงดันไฟฟ้า ที่เอาท์พุทของน้ำตกกลับถูกเก็บรักษาไว้ที่ระดับ 0.91 V. ในกรณีนี้ op-amp ทำให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดที่อินพุทและที่เอาท์พุทแรงดันไฟฟ้าลดลง ดังนั้นจึงง่ายมากที่จะออกแบบวงจรเกี่ยวกับเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานที่ใช้ฟังก์ชั่นของเครื่องขยายสัญญาณจากเซ็นเซอร์เช่น

และการเปลี่ยนแปลงนี้จะดำเนินไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะมีการตั้งค่าเสถียรภาพของ 10 V เอาท์พุทในขณะนี้ว่ากำลังการผลิตของเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานจะเท่ากัน และพวกเขาจะเหมือนกับศักยภาพของโลก ในทางกลับกันถ้าแรงดันไฟฟ้ายังคงลดลงเมื่อเอาท์พุทของอุปกรณ์และจะน้อยกว่า -10 V ศักย์ที่อินพุตจะต่ำกว่าพื้น ผลจากการที่แรงดันไฟฟ้าเริ่มเพิ่มขึ้นที่ขาออก

วงจรดังกล่าวมีข้อเสียใหญ่ - อิมพีแดนซ์อินพุตมีขนาดเล็กมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องขยายเสียงที่มีค่าแรงรับแรงดันสูงในกรณีที่วงจรตอบรับปิด และโครงสร้างที่พิจารณาต่อไปก็จะปราศจากข้อบกพร่องเหล่านี้ทั้งหมด

เครื่องขยายเสียงแบบ Noninverting

ภาพแสดงวงจรของเครื่องขยายเสียงที่ไม่มีการคว่ำเครื่องขยายเสียง หลังจากวิเคราะห์แล้วเราสามารถสรุปได้หลายข้อ

1. ค่าแรงดัน UA เท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
2. แรงดัน UA ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ของแรงดันขาออกและ R1 กับผลรวมของความต้านทาน R1 และ R2 จะถูกลบออกจากตัวแบ่ง
3. ในกรณีที่ค่า UA มีค่าเท่ากันกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าอัตราขยายจะเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันขาออกกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า (หรือสามารถเพิ่มความสามัคคีให้กับอัตราส่วนความต้านทาน R2 และ R1 ได้)

การออกแบบนี้เรียกว่าแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่มีการผกผัน แต่มีความต้านทานของอินพุตเกือบอนันต์ ตัวอย่างเช่นสำหรับเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานของชุด 411 ค่าของมันคือ 1012 Ohm, ต่ำสุด และสำหรับเครื่องขยายเสียงปฏิบัติการในทรานซิสเตอร์แบบขั้วไบโพลาร์ตามกฎมากกว่า 108 โอห์ม แต่ความต้านทานต่อเอาต์พุตของน้ำตกรวมทั้งในรูปแบบที่พิจารณาก่อนหน้านี้มีขนาดเล็กมาก - ส่วนของโอห์ม และควรคำนึงถึงเรื่องนี้เมื่อคำนวณวงจรการทำงานของเครื่องขยายเสียง

วงจรแอมพลิฟายเออร์ AC

วงจรทั้งสองที่ได้รับการพิจารณาในบทความก่อนหน้านี้ทำงานเกี่ยวกับ กระแสตรง แต่ถ้า กระแสสลับ ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างแหล่งสัญญาณอินพุตและเครื่องขยายเสียงจำเป็นที่จะต้องมีการวางสายดินไว้ที่ขาเข้าของอุปกรณ์ และคุณต้องให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าค่าปัจจุบันมีขนาดเล็กมาก

ในกรณีที่การขยายสัญญาณ AC เกิดขึ้นจำเป็นต้องลดการรับสัญญาณของค่าคงที่ให้เป็นหนึ่งเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกรณีที่แรงดันไฟฟ้าได้รับสูงมาก ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะลดผลกระทบของความเค้นเฉือนซึ่งจะนำไปสู่การป้อนข้อมูลของอุปกรณ์

ตัวอย่างที่สองของวงจรสำหรับการทำงานกับแรงดันไฟฟ้าสลับ

ในวงจรนี้ที่ระดับ -3 dB คุณจะเห็นความถี่ในการจับคู่ที่ 17 Hz มีความต้านทานตัวเก็บประจุ 2 กิโล ดังนั้นตัวเก็บประจุต้องมีขนาดใหญ่พอ

ในการสร้างเครื่องขยายสัญญาณ AC จำเป็นต้องใช้วงจรประเภทที่ไม่มีการหมุนกลับเข้ากับเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน และควรมีแรงดันไฟฟ้าที่มากพอสมควร แต่ตัวเก็บประจุอาจมีขนาดใหญ่เกินไปดังนั้นคุณควรหยุดใช้ มีความจำเป็นที่จะต้องเลือกความเค้นเฉือนอย่างถูกต้องโดยให้เท่ากับค่าเป็นศูนย์ และคุณสามารถใช้ T-divider รูปและเพิ่มความต้านทานของตัวต้านทานทั้งสองในวงจร

โครงการไหนดีกว่าที่จะใช้

นักพัฒนาส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่มีการคว่ำเนื่องจากมีความต้านทานสูงมากที่ input ละเลยแผนการของประเภท inverting จะถูกละเลย แต่หลังมีข้อได้เปรียบอย่างมาก - ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวขยายสัญญาณในการดำเนินงานซึ่งเป็น "หัวใจ" ของตัวเอง

นอกจากนี้ลักษณะในความเป็นจริงจะดีมาก และด้วยความช่วยเหลือของพื้นดินจินตนาการคุณสามารถรวมสัญญาณทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้ความพยายามพิเศษและจะไม่ส่งผลต่อกันและกัน สามารถใช้ในการออกแบบและวงจรของเครื่องขยายเสียงกระแสตรงในเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความต้องการ

และสิ่งสุดท้ายคือกรณีถ้าทั้งวงจรพิจารณาที่นี่จะเชื่อมต่อกับเอาท์พุทที่มีเสถียรภาพของเครื่องขยายเสียงการทำงานอื่น ในกรณีนี้ค่าของอิมพีแดนซ์ที่อินพุทไม่มีบทบาทสำคัญอย่างน้อย 1 kOhm อย่างน้อย 10 แม้ว่าอินฟินิตี้ ในกรณีนี้ขั้นตอนแรกจะดำเนินการตามหน้าที่ต่อไปเสมอ

วงจร Repeater

ตัวทำซ้ำทำงานกับเครื่องขยายเสียงในการดำเนินการคล้ายกับ emitter ที่สร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์สองขั้ว และทำหน้าที่คล้าย ๆ กัน อันที่จริงความต้านทานของตัวต้านทานตัวแรกมีขนาดใหญ่มากในขณะที่ตัวต้านทานที่สองเป็นศูนย์ กำไรเป็นเอกภาพ

มีเฉพาะประเภทของการดำเนินงานเครื่องขยายเสียงที่ใช้ในเทคโนโลยีสำหรับวงจร repeater เท่านั้น พวกเขามีลักษณะที่ดีขึ้นมาก - ตามกฎนี่คือความเร็วสูง ตัวอย่างเช่นเราสามารถพูดถึงเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้เช่น OPA633, LM310, TL068 หลังมีลำตัวเหมือนทรานซิสเตอร์รวมทั้งขั้วสามดวง บ่อยครั้งที่เครื่องขยายเสียงดังกล่าวเรียกว่าบัฟเฟอร์เพียงอย่างเดียว ความจริงก็คือพวกเขามีคุณสมบัติของฉนวน (ความต้านทานการป้อนข้อมูลสูงมากและเอาท์พุทต่ำมาก) โดยหลักการนี้วงจรของเครื่องขยายเสียงในปัจจุบันที่เครื่องขยายเสียงทำงานได้

โหมดการทำงานที่ใช้งานอยู่

ในความเป็นจริงนี่คือโหมดการทำงานที่เอาต์พุตและอินพุตของเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานไม่มากเกินไป ถ้าสัญญาณขนาดใหญ่มากถูกนำไปใช้กับอินพุทของวงจรแล้วที่เอาท์พุทก็จะเริ่มลดลงตามระดับแรงดันของตัวเก็บหรืออีซีแอล แต่เมื่อแรงดันขาออกได้รับการแก้ไขที่ระดับตัด (cutoff level) - ที่อินพุทของ op-amp แรงดันไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้ช่วงจะต้องไม่เกินค่าแรงดันของเครื่องขยายเสียง

วงจรส่วนใหญ่ของเครื่องขยายเสียงจะถูกคำนวณในลักษณะที่ช่วงนี้มีค่าน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าถึง 2 โวลต์ แต่ทุกอย่างขึ้นอยู่กับวงจรของเครื่องขยายเสียงที่ใช้ในเครื่องขยายเสียง นอกจากนี้ยังมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับเสถียรภาพของ แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ ใช้เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน

สมมติว่ามีการลดแรงดันไฟฟ้าลงในแหล่งที่มีโหลดลอย หากกระแสไฟฟ้ามีทิศทางตามปกติคุณสามารถพบกับภาระแปลก ๆ ได้อย่างรวดเร็วก่อน ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่โพลาไรซ์อีกหลายชุด การออกแบบดังกล่าวสามารถใช้เพื่อให้ได้กระแสประจุไฟฟ้าโดยตรง

ข้อควรระวังบางประการ

เครื่องขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าแบบง่าย (Simple Voltage amplifier) บนเครื่องขยายเสียงในการทำงาน (สามารถเลือกวงจรได้) สามารถทำเป็น "หัวเข่า" ได้อย่างแท้จริง แต่คุณต้องคำนึงถึงคุณลักษณะบางอย่าง มันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าข้อเสนอแนะในโครงการเป็นลบ นอกจากนี้ยังหมายความว่าไม่สามารถยอมรับความสับสนของอินพุตที่ไม่กลับเข้าและออกจากเครื่องขยายเสียง นอกจากนี้ควรมีห่วงความคิดเห็นสำหรับกระแสไฟตรง มิฉะนั้นเครื่องขยายเสียงจะเปลี่ยนไปใช้โหมดอิ่มตัว

ในเครื่องขยายเสียงการทำงานส่วนใหญ่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันของอินพุตมีค่าน้อยมาก ในกรณีนี้ความแตกต่างสูงสุดระหว่างอินพุตที่ไม่ใช้กลับและกลับสามารถ จำกัด ค่าได้ถึง 5 V สำหรับการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟใด ๆ ถ้าเงื่อนไขนี้ถูกละเว้นค่าของกระแสที่ค่อนข้างใหญ่จะปรากฏที่อินพุตซึ่งจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าลักษณะของวงจรทั้งหมดจะเสื่อมลง

สิ่งที่น่าสยดสยองที่สุดในการนี้คือการทำลายทางกายภาพของเครื่องขยายเสียง เป็นผลให้วงจรเครื่องขยายเสียงในเครื่องขยายเสียงการดำเนินงานจะหยุดทำงานอย่างสมบูรณ์

จำไว้

และแน่นอนเราจำเป็นต้องพูดถึงกฎที่น่าสังเกตเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานที่มั่นคงและทนทานของเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน

ที่สำคัญที่สุดคือ op amp มีแรงดันไฟฟ้าสูงมาก และหากแรงดันระหว่างอินพุตเปลี่ยนเป็นเศษของมิลลิโวลต์เอาท์พุทอาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่เอาท์พุท ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะรู้ว่า: ในเครื่องขยายเสียงการดำเนินงานเอาท์พุทพยายามที่จะมุ่งมั่นเพื่อให้แน่ใจว่าระหว่างปัจจัยการผลิตความแตกต่างแรงดันไฟฟ้าอยู่ใกล้ (นึกคิด) ถึงศูนย์

กฎข้อที่สองคือการใช้กระแสไฟฟ้าในปัจจุบันโดยเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานมีขนาดเล็กมากมีตัวอักษร nanoamperes ถ้าอินพุตเป็น ทรานซิสเตอร์ที่มีผลต่อสนาม แล้วจะคำนวณโดย picoamperes ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่าอินพุทไม่ใช้กระแสไฟฟ้าไม่ว่าจะใช้เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานวงจรอย่างไรหลักการทำงานยังคงเหมือนเดิม

แต่อย่าคิดว่า Op-Amps เปลี่ยนแปลงปัจจัยการผลิตที่ปัจจัยการผลิตอย่างต่อเนื่อง ร่างกายนี้เป็นไปไม่ได้เกือบเนื่องจากจะไม่มีการติดต่อกับกฎข้อที่สอง เนื่องจากเครื่องขยายเสียงทำงานได้รับการประเมินสถานะของอินพุตทั้งหมด โดยวิธีการของวงจรของการเชื่อมต่อภายนอกกลับแรงดันไฟฟ้าจะถูกโอนไปยังอินพุทจากการส่งออก ผลที่ได้คือระหว่างอินพุทของเครื่องขยายเสียงการทำงานแรงดันไฟฟ้าต่างกันอยู่ที่ระดับศูนย์

แนวคิดเรื่องข้อเสนอแนะ

นี่เป็นความคิดทั่วไปและได้ถูกนำไปใช้ในแง่กว้างในทุกด้านของเทคโนโลยี ในระบบควบคุมใด ๆ มีข้อเสนอแนะที่เปรียบเทียบสัญญาณขาออกและค่าที่ระบุ (อ้างอิง) ขึ้นอยู่กับสิ่งที่มีค่าเป็นปัจจุบัน - มีการปรับตัวในทิศทางที่ถูกต้อง และระบบควบคุมสามารถเป็นอะไรก็ได้แม้กระทั่งรถที่ขี่ไปตามถนน

คนขับกดเบรคและความคิดเห็นที่นี่คือจุดเริ่มต้นของการชะลอตัว โดยการเปรียบเทียบกับตัวอย่างง่ายๆเช่นนี้คุณจะเข้าใจข้อเสนอแนะในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้ดียิ่งขึ้น และข้อเสนอแนะเชิงลบคือถ้ารถเร่งขึ้นเมื่อเหยียบเบรคหดหู่

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ข้อเสนอแนะคือกระบวนการที่สัญญาณถูกส่งจากอินพุตไปยังอินพุท ในกรณีนี้สัญญาณที่อินพุตจะถูกยกเลิกด้วยเช่นกัน ในแง่หนึ่งนี่ไม่ใช่ความคิดที่สมเหตุสมผลมากเพราะอาจดูเหมือนจากด้านข้างว่าปัจจัยกำไรจะลดลงอย่างมาก ข้อคิดเห็นดังกล่าวได้รับการตอบรับเป็นอย่างดีจากผู้ก่อตั้งการพัฒนาข้อเสนอแนะด้านอิเล็กทรอนิกส์ แต่น่าจะเป็นการตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบต่อเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน - แผนการปฏิบัติที่ต้องพิจารณา และมันก็กลายเป็นที่ชัดเจนว่าจริงๆจะลดลงเล็กน้อย แต่จะช่วยให้เราสามารถปรับปรุงพารามิเตอร์อื่น ๆ :

1. เรียบลักษณะความถี่ (นำไปสู่ที่ต้องการ)
2. ช่วยให้คุณทำนายพฤติกรรมของเครื่องขยายเสียง
3. สามารถกำจัดความผิดปกติและความผิดเพี้ยนของสัญญาณได้

ข้อเสนอแนะที่ลึกขึ้น (เป็นเรื่องเกี่ยวกับเชิงลบ) อิทธิพลน้อยกว่าจะกระทำบนเครื่องขยายเสียงของลักษณะที่มีระบบปฏิบัติการแบบเปิด ผล - พารามิเตอร์ทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวงจรเท่านั้น

ควรสังเกตว่าเครื่องขยายเสียงทำงานได้ในโหมดที่มีการตอบรับลึกมาก ปัจจัยรับแรงดันไฟฟ้า (มีลูปเปิด) สามารถเข้าถึงได้ไม่กี่ล้าน ดังนั้นวงจรเครื่องขยายเสียงในเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานจึงต้องการความสามารถในการสังเกตพารามิเตอร์ทั้งหมดสำหรับพลังงานและระดับสัญญาณอินพุต