Як правильно припинити невикористану операцію

Операційний підсилювач відіграє дуже важливу роль, коли мова йде про проектування схем з аналоговими компонентами. Але під час реалізації таких схем на основі операційних підсилювачів бувають ситуації, коли один або кілька операційних підсилювачів залишаються невикористаними, це спричиняє небажану поведінку в одному або всіх цих невикористаних операційних підсилювачах, що впливає на загальну продуктивність системи.

Щоб уникнути такого типу небажаної поведінки, невикористані операційні підсилювачі повинні бути припинені належним чином, інакше це може призвести до проблем, таких як збільшення споживання енергії та додавання шуму.

Отже, у цьому підручнику я збираюся обговорити

1. Як правильно припинити використання невикористаного операційного підсилювача та додаткові переваги.
2. Як погано налаштований операційний підсилювач може призвести до різних проблем у схемі.
3. Зрештою, буде розділ, присвячений тестуванню практичної схеми.

Отже, без зайвих сумнівів, давайте почнемо.

Що таке закінчення операційного підсилювача?

Почувши термін припинення, якщо ви думаєте про вбивство операційного підсилювача, дозвольте мені сказати вам, що це не все. Закінчивши операційний підсилювач, я мав на увазі налаштувати операційний підсилювач таким чином, щоб забезпечити стабільну роботу пристрою.

Чому припинення роботи підсилювача важливо?

• Залишення невикористаних контактів операційного підсилювача плаваючими створить несподівані зміни напруги, що може призвести до несподіваної поведінки в ланцюзі.
• За належної конфігурації шум RFI може бути різко зменшений.
• Споживання електроенергії та розсіювання потужності в мікросхемі також можна мінімізувати.

Які параметри слід враховувати?

Діапазон напруги вхідного загального режиму: перевищення вхідного загальнорежимного режиму призведе до пошкодження вхідної секції операційного підсилювача.

Діапазон вхідної диференціальної напруги: він визначається як максимальний діапазон напруги, який можна застосувати між неінвертуючим та інвертуючим вхідними штифтами. Перевищення цих діапазонів може також пошкодити вхідну секцію операційного підсилювача.

Насичення на виході: Насичення на виході відбувається, коли вихід операційного підсилювача рухається поблизу напрямних живлення, і насичений операційний підсилювач завжди буде витрачати більше струму, а також розсіює більше потужності порівняно з ненасиченим підсилювачем.

Щоб уникнути насичення вихідного сигналу та EOS, нам потрібно максимально обмежити коливання вихідного сигналу. Менший коефіцієнт посилення може запобігти насиченню вихідного сигналу.

Коефіцієнт підсилення з відкритим циклом: Оскільки будь-який операційний підсилювач має дуже великий коефіцієнт посилення з відкритим циклом, закриття циклу є важливим.

Негативні відгуки - це дуже простий і поширений метод досягнення стабільного виходу, Це в основному всі параметри, які потрібно врахувати перед налаштуванням підсилювача.

Тестування схеми

Для тестування схеми ми будемо використовувати популярний інструментальний підсилювач мікросхеми OPA2134 від Texas Instruments, але перед цим давайте розглянемо деякі з вищезазначених параметрів, які нам потрібно врахувати.

Давайте розглянемо деякі вхідні характеристики цього операційного підсилювача:

Таблиця в таблиці даних показує абсолютний максимальний рейтинг операційного підсилювача, в таблиці вказано діапазон вхідної напруги (V -) - 0,7 (V +) + 0,7, цей рейтинг є максимальним діапазоном вхідної напруги для не- інвертування та інвертування вхідного сигналу підсилювача, які не повинні бути перевищені.

Тепер це з’ясовано, давайте розглянемо наш перший тестовий ланцюг,

Для тестування ланцюга я використовую свій муліметр meco 450B + і meco 108B + мультиметр, тут мумімер meco 450B + вимірює силу струму, а муміметр meco 108B + вимірює вихідну напругу.

На наведеному малюнку показано перший тест, який я збираюся протестувати. Але спочатку давайте розглянемо, скільки струму витрачає операційний підсилювач, коли він просто увімкнений.

Як видно з наведеного зображення, воно становить близько 5,23 мА

Перша конфігурація:

Оскільки я використовую подвійну версію цього підсилювача з підсилювачем, я сконфігурував один з них як неінвертуючий підсилювач з коефіцієнтом підсилення один, а інший штифт схеми плаває, давайте подивимось, скільки струму він малює.

Як бачите, операційний підсилювач витрачає близько 18,6 мА струму.

У першій конфігурації операційного підсилювача неінвертуючий та інвертуючий термінал операційного підсилювача підключені до землі, а вихід залишається плаваючим, З виконаною конфігурацією мій мультиметр meco 108B + підключений до виходу, що показує напругу, а мій meco 450B + підключений послідовно, показуючи струм, як видно з наведеного зображення, вихід високий, а операційний підсилювач зараз знаходиться в насиченому держава, тим самим вона розсіює більше влади.

Це стосується саме цього підсилювача в моїй макетній панелі з іншими підсилювачами. Ви можете побачити, що вихід операційного підсилювача низький через вхідну напругу зміщення операційного підсилювача. У деяких випадках вихід буде стрибати високо, а потім знижуватись низько.

В інших дуже високоточних інструментальних підсилювачах ця конфігурація, безсумнівно, порушить вхідний діапазон загального режиму, тому існує велика ймовірність того, що вхідна секція може бути пошкоджена.

Друга конфігурація:

Наведена вище конфігурація є другою за поширеністю конфігурацією, яку ви можете знайти в Інтернеті.

Практичний результат цієї схеми показаний вище.

Як ви можете бачити в цій конфігурації, операційний підсилювач також перебуває в насиченому стані, і його струм набирання, як і перший. У деяких випадках ви можете побачити, що ОУ буде витрачати сотні мА струму, оскільки ОУ порушує вхідний діапазон напруги загального режиму для обох входів.

Третя конфігурація:

Після другої конфігурації ми маємо останню конфігурацію.

U

На зображенні вище показано останню конфігурацію, в цій конфігурації неінвертуючий термінал підключений до дільника напруги, а сам підсилювач налаштований як послідовник напруги. Практичний результат наведено нижче:

У цій конфігурації ви можете бачити, що вихідна напруга знаходиться між напругою живлення, тому ця конфігурація гарантує, що вхідне живлення потрапляє в діапазон напруги загального режиму.

Хоча поточне споживання вище для цього конкретного підсилювача, з такою конфігурацією можна виконати всі основні рекомендовані умови роботи, зазначені в технічному паспорті.

• операційний підсилювач стабільний з низьким коефіцієнтом посилення
• Ми успішно виконали специфікацію введення, рекомендовану таблицею даних
• Вихідна напруга не насичена
• Енергоспоживання та потужність також стабільні

Якщо ви хочете дізнатись більше про цю тему, є кілька чудових документацій, доступних від Taxus Instruments та інтегрованих максимумів.

Сподіваюся, вам сподобалась ця стаття і ви дізналися з неї щось нове. Якщо у вас є якісь сумніви, ви можете запитати в коментарях нижче або скористатися нашими форумами для детального обговорення.