2016.09.27 d operasjonsforsterker fagstoff av sven åge eriksen Operasjonsforsterker - analog...

Click here to load reader

download 2016.09.27 d operasjonsforsterker fagstoff av sven åge eriksen Operasjonsforsterker - analog elektronikk - Sven Åge Eriksen Fagskolen Telemark analog elektronikk op-amp opamp electronic

of 43

  • date post

    15-Apr-2017
  • Category

    Education

  • view

    192
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of 2016.09.27 d operasjonsforsterker fagstoff av sven åge eriksen Operasjonsforsterker - analog...

  • Operasjonsforsterker

    Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark, e-mail: . sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf: 416 99 304

  • Operasjonsforsterker

    Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkMl: Studentene skal kunne gjre rede for hvordan OP-AMP fungerer og forst og beregne ulike koblinger med denne.

  • OperasjonsforsterkerIDEEL operasjonsforsterker har: Uendelig inngangsmotstandIngen utgangsmotstandUendelig stor forsterkningForsterker bde AC og DCUendelig stor bndbredde

    Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • OperasjonsforsterkerVirkelig operasjonsforsterker har f.eks: Inngangsmotstand lik 10MUtgangsmotstand lik 50Forsterkning lik 100kBndbredde 1 MHzHar en liten krypstrm p inngangene

    Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Hva betyr egenskapene til en operasjonsforsterker i praksis ?Uendelig inngangsmotstandIngen utgangsmotstandUendelig stor forsterkningForsterker bde AC og DCUendelig stor bndbreddeSven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkA=Uendelig, Rin = Uendelig , Rut= 0 ,

  • En operasjonsforsterkere en en spenningskontrollert spenningskilde:Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark(Til info: En transistor er en strmstyrt strmkide)

  • En opersjonsforsterker har egen spenningsforskyning p +Vs og Vs. Typsk verdi for spenningsforskyning er +15VDC (bein 7) og -15VDC (bein 4). Strmmen ut p lasten fra utgangen (bein 6) kommer alts fra den egne spenningsforskyningen.Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • En opersjonsforsterker har egen spenningsforskyning p +Vs og Vs. Typsk verdi for spenningsforskyning er +15VDC (bein 7) og -15VDC (bein 4). Strmmen ut p lasten fra utgangen (bein 6) kommer alts fra den egne spenningsforskyningen.Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkVed spenningsforskyning p +15VDC (bein 7) og -15VDC (bein 4) vil maks spenning p utgangen bli maksimum ca 14,3 V

  • En opersjonsforsterker har egen spenningsforskyning p +Vs og Vs. Typsk verdi for spenningsforskyning er +15VDC (bein 7) og -15VDC (bein 4). Strmmen ut p lasten fra utgangen (bein 6) kommer alts fra den egne spenningsforskyningen.Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkOppgave: Hva kan maks spenning bli p utgangen hvis Supply voltage er maksimum iht anbefalingene i databladet over ?

  • Eksempel p tekniske data p operasjonsforsterkere av type 741, TLC271 og LMC660:Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Eksempel p tekniske data p operasjonsforsterkere av type 741, TLC271 og LMC660:Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Eksempler p forskjellige utseende p operasjonsforsterkere:Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkInverterende forsterker: U ut = - U inn * RF/R1

  • Eksempel 1: Operasjonsforsterker brukt til spenningsregulator:Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Eksempel 2: Operasjonsforsterker brukt til audiomikser:Summerende inverterende forsterkerSven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Eksempel 3:Operasjonsforsterker brukt til DAC, Digital to Analog ConvertionSammenlikn funksjonen her med det binre tallsystemet og titallsystemet !

  • Eksempel 4:Operasjonsforsterker koplet som spenningsflger som konverterer signalet fra 4-20 mA til 1-5 VDC :

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 4:Summerende forsterker:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:Denne kretsen benytter seg av NTC motstand, som ved 25 C har en resistans p 15k. Hjernen til termometeret vrt er en operasjonsforsterker, ogs kalt OP-Amp.

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:Operasjonsforsterkeren har to innganger. En ikke-inverterende (+) og en inverterende inngang (-). Nr resistansen i NTC motstanden er liten, er spenningen p den ikke-inverterende inngangen lavere enn den inverterende inngangen. Spenningen p utgangen vil da vre omtrent null, og transistoren vil ikke lede.

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:Nr resistansen i NTC motstanden er stor, vil spenningen p den ikke-inverterende inngangen vre strre enn p den inverterende inngangen. Da blir utgangen omtrent 24 V, og transistoren leder. Nr transistoren leder, vil det g strm igjennom releet og lysdioden. Dette frer til at kontaktene p releet legger seg inn, og lysdioden vil lyse. Ved hvilken temperatur (20-30 C) dette skal skje, velger man med potensiometeret.

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkEksempel 5:Temperaturregulering med NTC-motstand og OP-AMP:

  • vingsoppgave: Hva slags operasjonsforsterkerkopling er dette ?Hvilken formel gir forsterkningen ?Hvilken funksjon har R3 ?Hvor er inngangen ?Hvor er utgangen ?Regn ut forsterkningen !Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • vingsoppgave: Forklar hvordan denne kretsen virker.Hvilken funksjon har operasjonsforsterkeren ?Hvilken funksjon har motstanden p 250 ?Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • vingsoppgave lsning: Forklar hvordan denne kretsen virker: Hvilken funksjon har operasjonsforsterkeren ? Operasjonsforsterkeren fungerer som en spenningsflger som tler hyere last p utgangen.Hvilken funksjon har motstanden p 250 ? Motstanden gjr om 4-20 mA til 1-5 V.Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkHvordan er en operasjonsforsterker bygget opp med 741-type, BJT:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkHvordan er en operasjonsforsterker bygget opp med 741-type, CMOS:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen TelemarkVanlige koplingstyper av operasjonsforsterkere:

    1. Komparator2. Inverterende forsterker3. Ikke inverterende forsterker4. Inverterende summerende forsterker5. Ikke inverterende summerende forsterker6. Differensial forsterkerkopling7. Spenningsflger / buffer / galvanisk skille8. Matematiske funksjoner og filter

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark1. KomparatorUtgang er hy eller lav, avhenging av om minusinngangen er hyere eller lavere enn plussinngangen.

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark2. Inverterende forsterker:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark2. Inverterende forsterker, hvordan regne ut formelen for forsterkning:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark2. Virtuell jord:

    Virtuell jord betyr at begge inngangene har tilnrmet lik spenning:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark3. Ikke inverterende forsterker:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark4. Inverterende summerende forsterker:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark5. Ikke inverterende summerende forsterker:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark6. Differensial forsterkerkopling:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark7. Spenningsflger / buffer / galvanisk skille :

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark8 a. Matematiske funksjoner:

  • Sven ge Eriksen, Fagskolen Telemark8 b. Operasjonsforsterker brukt til aktivt hypassfilter og lavpassfilter: