Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Teknologi Industri

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Bagian dan Bahan

Referensi Silang

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, bab 4 “Transistor Bipolar Junction” dan bab 8 “Operational Amplifiers.”

Tujuan Pembelajaran

Diagram Skematik

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Ilustrasi

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Instruksi

Desain ini menyempurnakan penguat diferensial sebelumnya dengan mengganti resistor penurunan tegangan dengan jaringan current mirror, menghasilkan voltage gain yang lebih tinggi dan performa yang lebih dapat diprediksi.

Dengan gain yang meningkat, rangkaian dapat beroperasi sebagai operational amplifier (op-amp) fungsional. Op-amp adalah tulang punggung elektronik analog modern, jadi memahami struktur internalnya sangat berharga.

Pasangan PNP Q1 dan Q2 membentuk current mirror yang menjaga arus melalui pasangan diferensial Q3 dan Q4 seimbang. Pasangan NPN Q5 dan Q6 menyediakan current mirror kedua yang menetapkan total arus pasangan diferensial melalui resistor terprogram R_prg.

Ukur output voltage (kolektor Q4 relatif terhadap ground) sambil mengubah kedua tegangan input. Perhatikan bahwa satu potensiometer bertindak sebagai input non-inverting, sementara yang lain berfungsi sebagai input inverting.

Output merespons paling kuat ketika kedua input hampir sama—ini adalah mode diferensial. Setelah perilaku ini dikonfirmasi, rangkaian dapat digunakan sebagai op-amp sejati. Eksperimen pertama yang umum adalah konfigurasi voltage follower (buffer).

Untuk voltage follower, hubungkan output penguat langsung ke input inverting-nya—yaitu, ikatkan kolektor dan basis Q4 bersama-saba dan abaikan potensiometer inverting.

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Simbol op-amp menunjukkan input non-inverting (+) dan inverting (−) serta apex output. Garis merah mewakili loop feedback. Dalam voltage follower, output harus melacak input dalam beberapa pertiga volt.

Pengaturan yang lebih canggih adalah non-inverting amplifier, di mana dua resistor sama dalam loop feedback menetapkan gain tepat dua.

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Bangun Penguat Diferensial Gain Tinggi yang Bekerja sebagai Op-Amp

Selama pengujian Anda mungkin melihat ketidakcocokan kecil antara output yang diukur dan yang diharapkan—biasanya beberapa pertiga volt. Ini timbul dari ketidaksempurnaan pasangan diferensial dan dapat dikurangi dengan menambahkan tahap amplifikasi tambahan atau dengan menyesuaikan R_prg secara halus.

Coba berbagai nilai R_prg mulai dari 10 kΩ hingga 1 MΩ. Hindari resistansi di bawah 10 kΩ untuk mencegah thermal runaway pada transistor current mirror.

Beberapa op-amp komersial mengekspos titik current mirror terprogram, yang memungkinkan pengguna menyesuaikan bias internal seperti R_prg. Sebagian besar op-amp buatan pabrik, namun, memiliki bias ini yang ditetapkan oleh resistor yang dipotong secara presisi.

Teknologi Industri

  1. Menjelajahi Penjumlahan Tegangan dengan Koneksi Baterai Seri
  2. Lab Pembagi Tegangan: Desain, Pengukuran, dan Verifikasi Hukum Tegangan Kirchhoff
  3. Termoelektrik: Memahami Termokopel dan Efek Seebeck
  4. Voltmeter Potensiometrik: Pengukuran Tegangan Tepat dengan Beban Minimal
  5. Rangkaian Pengayaan Analog Sederhana: Pengayaan Tegangan Praktis
  6. Buat Baterai Kentang: Panduan Langkah demi Langkah untuk Daya Elektrokimia DIY
  7. Sumber Daya AC Tegangan Rendah: Komponen dan Praktik Terbaik Rangkaian Pergeseran Fase
  8. Eksperimen Pengatur Tegangan dengan Dioda Zener 12 Volt
  9. Penguat Voltage Follower: Panduan Desain, Pembuatan, dan Pengukuran
  10. Memahami Umpan Balik Negatif pada Op-Amp: Penguat Pengikut dan Stabilitas