エレクトロニクスにおけるさまざまなオペアンプアプリケーション

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オペアンプは 集積回路 電圧増幅器として動作します。差動入力としてのオペアンプ。反対の極性の2つの入力があること。反対の極性の単一入力としてのオペアンプ。オペアンプは単一の出力と非常に高いゲインを備えており、その出力信号を提供します。

一般的に、私たちは次のようなオペアンプを使用して多くのアプリケーションを使用します




  • 差動アンプ
  • 反転アンプ
  • 非反転アンプ
  • ボルテージフォロワー
  • 加算増幅器
  • 計装アンプ

それはいくつかのオシレーターとして機能します

  • ウィーンブリッジ発振器

オペアンプを使用することにより、いくつかのフィルターとして機能します



  • オペアンプはアクティブフィルタの構築に使用でき、ハイパス、バンドパスリジェクト、および遅延機能を提供します。オペアンプの高い入力インピーダンスとゲインにより、エレメント値を簡単に計算できます。

オペアンプのいくつかは、一般的に次のようなコンパレータとして使用できます。

図に示す基本的なコンパレータの回路図


コンパレータ

コンパレータ

ここでは、さまざまなタイプの差動アンプについて段階的に詳しく説明します。

差動アンプ

差動増幅器は2つの電圧の差を増幅するため、このタイプのオペアンプ回路は、入力電圧を加算または合計する加算増幅器とは異なり、減算器になります。これら オペアンプ回路の種類 一般に差動増幅器として知られています。各入力インターンを0vグランドに接続することにより、重ね合わせを使用して出力電圧Voutを解くことができます。 Voutの方程式は次のとおりです。

差動アンプ

差動アンプ

V out = -v1(R3 / R1)+ V2(R4 / R2 + R4)(R1 + R3 / R1)

この式では、R1 = R2およびR3 = R4で、この式を使用します。

V out = R3 / R1(V2-V1)。

これらすべての抵抗がすべて同じオーム値である場合、それはR1 = R2 = R3です。その後、回路はユニティゲイン差動オペアンプになります。

差動アンプのアプリケーション

  • オペアンプを使用して直列負帰還回路として使用されます
  • 一般的には、ボリュームコントロール回路として機能する差動アンプを使用します。
  • 差動オペアンプは自動利得制御回路として使用できます。
  • 一部の差動オペアンプは、振幅変調に使用できます。

反転オペアンプ

反転増幅器は閉ループ回路であり、オペアンプ回路はフィードバックに接続されてフィードバック動作を生成します。オペアンプを扱う場合、反転アンプについて覚えておくべき2つの非常に重要なルールがあります。これらは、入力端子に電流が流れないことです。そして、そのV1は常にV2と同じです。ただし、実際のオペアンプ回路では、これらの規則は両方ともわずかに破られています。

これは、入力信号とフィードバック信号の接合部の接合部が正の入力と同じ電位にあり、0ボルトまたはグランドにあるため、接合部は仮想アースであるためです。

仮想アースノードのため、アンプの入力抵抗は入力抵抗の値に等しく、R inと反転アンプの閉ループゲインは、2つの外部抵抗の比率によって設定できます。

反転増幅器について覚えておくべき非常に重要な規則があることを上で述べました、または任意のオペアンプは以下に示されています

  • 入力端子には電流が流れません
  • V1 = V2 = 0であるため、差動入力電圧は0です。

次に、2つのルールを使用して、反転増幅器の閉ループゲインを計算することで方程式を導き出すことができます。

反転増幅器

反転増幅器

I =(Vin-Vout)/(Rin + Rf)

したがって、I =(Vin-V2)/ Rin

I =(V2-Vout)/ Rf

閉ループゲインはVout / Vin = -Rf / Rinとして与えられます

閉ループ電圧ゲインは、Vout = –Rf / Rin * Vinに等しくなります。

式の負の符号は、入力に対してそれぞれが位相から180度ずれている出力信号の反転を示します。

反転増幅器のアプリケーション

  • 反転増幅器は、電圧加算器または加算増幅器に完全に使用されます
  • 反転増幅器は、スケーリングサマー増幅器に適用できます。
  • バランスアンプに適用できます。

非反転アンプ

出力が入力と同じ意味または同相である非反転増幅器。この回路では、信号はオペアンプの非反転入力に適用されます。ただし、フィードバックは抵抗を介して出力からオペアンプの反転入力に送られ、そこで別の抵抗がグランドに接続されます。基本的な非反転増幅器を図1に示します。

非反転アンプ

非反転アンプ

オペアンプの非反転増幅器回路のゲインは簡単に決定でき、非反転増幅器の出力は入力電圧と同じです。そのため、アンプのゲインが非常に高くなります。

オペアンプへの入力には電流が流れないため、これは抵抗R1とR2に流れる電流と、両方の入力の電圧が同じであることを意味します。非反転増幅器の式は、Vout / Vin = Av = 1 + R2 / R1と呼ぶことができます。

非反転増幅器のアプリケーション

  • 非反転増幅器は、分圧器バイアスの負帰還接続を使用します。
  • ここで、電圧ゲインは常に1より大きくなります。

ボルテージフォロワー

電圧フォロワは、ユニティゲインアンプ、バッファアンプ、アイソレーションアンプとも呼ばれ、電圧ゲインが1のオペアンプ回路です。

これは、オペアンプが信号に増幅を提供しないことを意味します。電圧フォロワと呼ばれるのは、出力電圧が入力電圧を提供しないためです。

ボルテージフォロワー

ボルテージフォロワー

オペアンプ回路は非常に高い入力インピーダンスです。この高い入力インピーダンスが、電圧フォロワが使用される理由です。負荷は大量の電流を要求し、引き込みます。これにより、大量の電力が引き出されます。 電源 s。ボルテージフォロワは、ボルテージバッファとも呼ばれます。

ボルテージフォロワのアプリケーション

  • 高い入力インピーダンスと非常に低い出力インピーダンス
  • 電圧フォロワは通常、ステージを互いに分離するために使用されます。
  • 電圧フォロワは、電圧バッファとも呼ばれます。

サミングアンプ

加算増幅器は反転演算増幅器のアプリケーションの1つですが、他の入力抵抗と同じ値の別の入力抵抗を追加すると、Rinは加算増幅器と呼ばれる別のオペアンプになります。

サミングアンプ

サミングアンプ

これは、上記の合計増幅器の入力電圧V1、V2、V3の電圧加算回路記号としても使用され、入力抵抗はRin、フィードバックです。 抵抗器 Rfです。したがって、合計アプライヤーは図に示されています

-Vout = Rf / Rin(V1 + V2 + V3…など)

加算増幅器のアプリケーション

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