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: