تقویت کننده های عملیاتی

ویژگی های اپ امپ ایده آل

مقدمه:

ایده به کارگیری تقویت کننده‌های عملیاتی یا آپ امپ (op-amp یا Operational amplifier) اولین بار در دهه ۱۹۴۰ میلادی و در مدار کامپیوترهای آنالوگ مطرح شد. در این کاربرد با قرار دادن عناصر مختلف بین سرهای ورودی و خروجی تقوکننده عملیاتی مدارهای مختلف با کارایی‌های متفاوت طراحی می‌شد. با گسترش دامنه کاربرد الکترونیک، استفاده از تقویت کننده عملیاتی نیز توسعه فراوان یافت. در سال ۱۹۶۰ میلادی اولین بار تقویت کننده عملیاتی به صورت مدار مجتمع طراحی و ساخته شد و با حجم، وزن و قیمت به مراتب کمتر به بازار مصرف ارائه گردید. پیشرفت فناوری و مطرح شدن نیازهای متنوع تر و تخصصی تر، زمینه را برای عرضه تقویت کننده‌های عملیاتی خاص فراهم نمود.

تقویت کننده عملیاتی در واقع یک تقویت کننده ولتاژ با بهره ولتاژ بسیار بالاست و معمولاً دارای یک سر خروجی و دو سر ورودی است که سرهای ورودی به صورت تفاضلی عمل می‌کنند. به عبارت دیگر این تقویت کننده اختلاف ولتاژ بین ورودی را تقویت می‌کند. یکی از دو سر، ورودی منفی (-) یا معکوس کننده نام دارد، زیرا تقویت کننده برای ورودی‌های اعمال شده به این سر دارای بهره منفی خواهد بود. سر دیگر ورودی مثبت (+) یا غیر معکوس کننده‌است و سیگنال‌های ورودی به این سر، در خروجی با بهره مثبت ظاهر می‌شوند. این تقویت کننده دارای مقاومت خروجی بسیار کوچک (حدود چند اهم) بوده و از مقاومت ورودی بسیار بزرگی (بیش از چند صد کیلو اهم) برخورداراست. چون تقویت کننده عملیاتی یک قطعه فعال است برای تأمین انرژی مصرفی و بایاس ترانزیستورهای داخلی خود به تغذیه DC نیاز دارد.

پاورپوینت کامل و ارائه کامل تقویت کننده های عملیاتی Op-amp
فهرست مطالب

مقدمه

مشخه های Op-Amp

دو ورودی

یک خروجی

ویژگی های اپ امپ ایده آل

حذف سیگنال مشترک

کوپل مستقیم

بهره بی نهایت

ویژگی های اپ امپ ایده آل

Infinite open-loop differential gain

Infinite common-mode rejection

Infinite bandwidth

سیگنالهای تفاضلی و مد شترک

بهره مدار بسته

مدار جمع کننده

Negative feedback configuration

Infinite open-loop gain

مدار nonInverting

تقویت کننده تفاضلی

نسبت حذف سیگنال مشترک

Common Mode Rejection Ratio)MRR)

مزایای حذف سیگنال مشترک

Why differential amps

Well suited for IC fabrication

Matching characteristics important for performance

Larger number of components

Can eliminate need for most capacitors

Reduce sensitivity to noise

تقویت کننده تفاضلی با یک اپ امپ

آنالیز تقویت کننده تفاضلی

آنالیز تقویت کننده تفاضلی به روش SuperPosition

آنالیز گین مد مشترک

تقویت کننده ابزاری

معایب تقویت کننده ابزاری فوق

تقویت کننده ابزاری بهبود یافته

تاثیر پهنای باند

تاثیر محدود بودن گین اپ امپ

مبدل دیجیتال به آنالوگ

خاصیت Sample & Hold

نحوه کلی استفاده از DAC

انواع DAC

Binary Weighted Resistor

R-2R Ladder

Pulse Width Modulator

Oversampling DAC