신호 체인

설명

1. 연산 증폭기 IC(연산 증폭기 집적 회로)는 증폭 능력이 매우 높은 집적 회로입니다. 외부에 연결된 피드백 구성요소(예: 저항기 및 커패시터)를 통해 정밀한 증폭 동작을 제어하여 수학적 연산과 아날로그 신호 증폭을 달성합니다.

로 생각하시면 됩니다 '프로그래밍 가능 증폭 블랙박스' 또는 '아날로그 세계의 승수'.이는 그 자체로 강력하지만 동작은 전적으로 외부 회로에 의해 결정됩니다.

2. 어떻게 작동하나요? -- "이상적인 연산 증폭기"와 황금률

연산 증폭기의 동작을 이해하기 위해 엔지니어는 먼저 "이상적인 모델"을 정의하고 두 가지 황금률을 요약하여 회로 분석을 매우 간단하게 만들었습니다.

이상적인 연산 증폭기에는 몇 가지 주요 특성이 있습니다.

1. 무한 개방 루프 이득: 외부 피드백이 없을 때 증폭 계수는 무한합니다.

2. 무한 입력 임피던스: 입력 단자는 마치 연결이 끊어진 것처럼 전류를 요구하지 않습니다.

3. 제로 출력 임피던스: 출력은 자체 손실 없이 모든 부하를 구동할 수 있습니다.

4. 무제한 대역폭: 모든 주파수의 신호를 증폭할 수 있습니다.

이러한 이상적인 특성을 바탕으로 우리는 두 가지 황금률 거의 모든 연산 증폭기 선형 응용 회로 분석용:

5. 가상 단편: 연산 증폭기의 두 입력 사이의 전압 차이는 0입니다.

즉: V+ ≒ V-

이유: 개방 루프 이득은 무한하기 때문에 입력에서 극히 작은 전압 차이도 무한대로 증폭되어 출력 포화가 발생합니다. 연산 증폭기가 선형 영역(출력 유한 값)에서 작동하려면 회로는 두 입력의 전압을 무한히 가깝게 해야 합니다. 부정적인 피드백.

6. 잘못된 중단: 연산 증폭기의 두 입력으로 흐르는 전류는 0입니다.

즉: 나+ = 나- = 0

이유: 입력 임피던스가 무한하기 때문에 전류가 입력 단자로 흐를 수 없습니다.

"가상 부족"과 "가상 중단"은 현상이자 결과이지 물리적 특성이 아니라는 점을 기억하세요. 근본 원인은 "부정적인 피드백"과 "높은 이득"입니다.

iii. 연산 증폭기 IC의 주요 매개변수(실제 선택 시 무엇을 살펴보아야 합니까?)

실제 연산 증폭기 IC는 이상적인 장치가 아니며 모델마다 성능에 중점을 둡니다. 전자 부품으로서 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

4. 연산 증폭기 IC의 주요 응용 분야(무엇을 할 수 있습니까?)

다양한 외부 구성요소를 쌍으로 연결함으로써 연산 증폭기는 주로 다음을 포함한 수많은 기능을 달성할 수 있습니다.

1. 증폭 회로:

반전 증폭기: 출력 신호는 입력 신호에서 반전됩니다.

비반전 증폭기: 출력 신호는 입력 신호와 위상이 같습니다.

차동 증폭기: 두 입력 신호 간의 차이를 증폭하고 공통 모드 신호를 억제합니다.

2. 신호 작업(이름의 유래):

가산기: 여러 입력 신호에 대해 가중치 합산을 수행합니다.

통합자/미분자: 입력 신호에 대해 적분 또는 미분 작업을 수행합니다.

비교기: 연산 증폭기가 개방 루프(피드백 없음) 상태에 있을 때 두 입력 전압의 크기를 비교하여 높거나 낮은 레벨을 출력합니다.

3. 신호 처리:

필터: 저항과 커패시터를 결합하여 저역 통과, 고역 통과, 대역 통과 등과 같은 능동 필터를 형성합니다.

전압 추종자: 100% 네거티브 피드백을 사용하여 동일한 입력과 출력을 달성합니다. 이는 입력 임피던스가 매우 높고 출력 임피던스가 매우 낮으며, 후속 회로가 이전 단계의 취약한 신호 소스에 영향을 미치지 않도록 절연 버퍼링에 자주 사용됩니다.

4. 신호 변환:

I-V 변환기: 포토다이오드 등에서 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환합니다.

정밀 정류: AC 신호의 무손실 정류 달성.

요약

연산 증폭기 IC 다음과 같이 정확하게 정의할 수 있습니다.

전압 증폭 기능이 외부 네거티브 피드백 네트워크에 의해 정밀하게 제어되는 고이득 DC 결합 차동 입력 집적 회로는 아날로그 신호 증폭, 작동, 조정 및 필터링을 위한 기본 핵심 구성 요소입니다. ADC, MCUS 등 센서와 아날로그 세계, 디지털 시스템을 연결하는 필수적인 브리지입니다.