オペアンプ (Op-Amp) は、電子機器やマイクロ回路で広く使用されています。信号を増幅する優れた技術特性 (TC) を備えています。オペアンプの用途を理解するには、その動作原理、配線図、および基本的な TC を知る必要があります。
オペアンプとは
オペアンプは、DC 値を増幅することを主な目的とする集積回路 (IC) です。差動出力と呼ばれる 1 つの出力しかありません。この出力は、高い信号増幅率 (CU) を備えています。オペアンプは、主に負帰還 (フィードバック) を備えた回路の構築に使用されます。これは、メイン ゲイン TC で元の回路の Q を決定します。 DT は個別の IC としてだけでなく、複雑なデバイスのさまざまなブロックでも使用されます。
オペアンプには、2 つの入力と 1 つの出力があり、電源 (PSU) を接続するための出力もあります。オペアンプの動作原理は単純です。基本となる2つのルールがあります。ルールは、オペアンプで行われるICの動作の簡単なプロセスと、ICがどのように機能するかを説明しており、ダミーにも明らかです。出力では電圧差 (U) は 0 で、オペアンプの入力にはほとんど電流 (I) が流れません。一方の入力は非反転 (V+) と呼ばれ、もう一方は反転 (V-) と呼ばれます。さらに、DUT 入力は高抵抗 (R) を持ち、I をほとんど消費しません。
チップは入力の U 値を比較し、信号をプリアンプして出力します。 DUT の最大値は 1000000 です。低い入力 U が発生した場合、出力で電源 U (Uip) に等しい値を得ることができます。 V+ 入力の U が V- より大きい場合、出力は正の最大値になります。反転入力の正の U が通電されると、出力は負の最大電圧値になります。
オペアンプの動作の基本的な要件は、バイポーラ電源の使用です。ユニポーラ電源を使用することは可能ですが、この場合、DT の電位は厳しく制限されます。電池を使用し、電池のプラス側を 0 とすると、値を測定すると 1.5 V が得られます。 2 つの電池を直列に接続すると、U が追加されます。つまり、デバイスは 3 V を示します。
電池のマイナス端子をゼロとすると、計器は 3 V を示します。逆に、プラス リードを 0 とすると、-3 V を示します。2 つの電池間のポイントを次のように使用する場合ゼロを入力すると、原始的なバイポーラ電源が得られます。オペアンプを回路に接続したときにのみ、オペアンプが正常に動作しているかどうかを確認できます。
回路上のタイプとマーキング
電気回路の発展に伴い、オペアンプは絶えず改良され、新しいモデルが登場しています。
適用分野による分類:
- 工業用 - 低コストのオプション。
- プレシンクロナス（精密測定器）。
- エレクトロメトリック（低 Iin）。
- マイクロパワー (低 I 消費電力)。
- プログラマブル (電流は I 外部で設定)。
- 強力または大電流 (消費者により多くの I を出力)。
- 低電圧 (U<3 V で動作)。
- 高電圧 (高い U 値用に設計されています)。
- 即効性（高いスルーレートと増幅周波数）。
- 低騒音タイプ。
- サウンドタイプ（高調波歪みが少ない）。
- バイポーラおよびユニポーラタイプの電源用。
- 微分 (高ノイズで低 U を測定可能)。シャントに使用。
- 市販の増幅段。
- スペシャライズド。
オペアンプは、入力信号に応じて 2 つのタイプに分けられます。
- 2入力付き。
- 3入力付き。 3 番目の入力は、機能を拡張するために使用されます。内部フィードバックがあります。
オペアンプの回路は非常に複雑で、それを作る意味がなく、ラジオアマチュアはオペアンプの正しい回路を知るだけで済みますが、そのためには出力の解読を理解する必要があります。
IC ピンの主な指定:
- V+ - 非反転入力。
- V- - 反転入力。
- Vout - 出力.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - 電源の正端子。
- Vs-（Vss、Vee、Vcc-）は電源のマイナス端子です。
ほとんどの Opus には 5 つのピンがあります。ただし、一部の品種には V- がない場合があります。オペアンプの能力を拡張する追加出力を持つモデルがあります。
回路の可読性が向上するため、電源リードにラベルを付ける必要はありません。電源のプラス端子または極からの電源リード線は、回路の上部に配置されます。
主な特徴
DUT は、他の無線コンポーネントと同様に、次のタイプに分類できる TC を持っています。
- 増幅。
- 入力。
- 出力。
- 力。
- ドリフト。
- 周波数。
- スピードレスポンス。
ゲインはオペアンプの主な特性です。これは、入力信号に対する出力信号の比率によって特徴付けられます。これは、振幅または伝達 ТХ とも呼ばれ、依存プロットの形式で表されます。入力量には、DT 入力のすべての量が含まれます: Rin、オフセット電流 (Icm)、オフセット電流 (Iin)、ドリフト、および最大入力差動 U (Udifmax)。
Icm は、入力でのオペアンプの動作用です。オペアンプの入力段の動作には Iinx が必要です。 Ivh シフトは、オペアンプの 2 つの入力半導体の Icm の差です。
回路の構築中に、抵抗を接続するときにこれらの I を考慮する必要があります。 Iinx を考慮しないと、差動 U が発生する可能性があり、オペアンプの誤動作につながります。
Udifmax は、オペアンプの入力間に供給される U です。その値は、差動段の半導体への損傷を排除することを特徴としています。
確実な保護のために、DT の入力間に 2 つのダイオードと安定器が逆並列に接続されています。差動入力 R は、2 つの入力間の R によって特徴付けられ、同相入力 R は、組み合わされた DT の 2 つの入力とグランドの間の値です。 DUT の出力パラメータは、出力 R (Rout)、最大出力 U および I です。最適なゲイン特性を実現するには、R out パラメータの値を小さくする必要があります。
小さな R 値を実現するには、エミッタ リピータを使用する必要があります。 I out はコレクタ I で変更されます。電力 TC は、オペアンプによって消費される最大電力によって評価されます。オペアンプの誤動作の原因は、温度特性に依存する差動増幅段の半導体のTCのばらつき(温度ドリフト)です。オペアンプの周波数パラメータは基本的なものです。それらは、高調波およびパルス信号の増幅に貢献します（速度応答）。
一般的なオペアンプ IC や特殊なタイプのオペアンプ IC には、高周波信号の発生を防止するコンデンサが内蔵されています。低周波数では、回路はフィードバック (OS) なしで大きな K ファクターを持ちます。 OC の場合は、非反転スイッチングが使用されます。また、反転増幅器を作成する場合など、OC を使用しない場合もあります。さらに、オペアンプには動的特性があります。
- Uv の上昇率 (SN Uv)。
- Uv 設定時間 (U がスパイクされたときのオペアンプの応答)。
使用する場所
オペアンプ回路には、接続方法が異なる 2 種類があります。オペアンプの主な欠点は、動作モードに依存する Q の変動性です。主な用途は増幅器で、反転 (IU) および非反転 (NIU) です。 LUT 回路では、U の Q は抵抗で設定されます (信号は入力に供給される必要があります)。オペアンプには直列型のフィードバックが含まれています。この接続は抵抗器の 1 つに行われます。 V-にのみ供給されます。
DUT では、信号に位相シフトがあります。負の出力電圧の符号を変更するには、U の並列操作が必要です。非反転入力である入力は、接地する必要があります。入力信号は、抵抗を介して反転入力に供給されます。非反転入力がグランドになると、オペアンプ入力間の U 差は 0 になります。
DUT が使用されているデバイスを区別できます。
- プリアンプ。
- オーディオおよびビデオ周波数信号の増幅器。
- U コンパレータ。
- ディフューザー。
- 差別化要因。
- インテグレーター。
- フィルター要素。
- 整流器 (高精度出力パラメータ)。
- U および I スタビライザー。
- アナログ電卓。
- ADC (アナログからデジタルへのコンバーター)。
- DAC (デジタルからアナログへのコンバーター)。
- さまざまな信号を生成するためのデバイス。
- コンピューターハードウェア。
オペアンプとそのアプリケーションは、さまざまな機器で広く使用されています。
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