Elektronika Előadás. Műveleti erősítők felépítése, ideális és valós jellemzői

Hasonló dokumentumok
Elektronika Előadás. Műveleti erősítők. Alapkapcsolások műveleti erősítővel.

Elektronika Előadás. Műveleti erősítők táplálása, alkalmazása, alapkapcsolások

Analóg áramkörök Műveleti erősítővel épített alapkapcsolások

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

Műveleti erősítők - Bevezetés

Elektronika Előadás

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Elektronika Előadás. Analóg és kapcsoló-üzemű tápegységek

Gingl Zoltán, Szeged, :25 Műszerelektronika - Műveleti erősítők 1

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Elektronika Előadás. Analóg és kapcsolt kapacitású szűrők

Elektronika 11. évfolyam

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Elektronika Előadás. Digitális-analóg és analóg-digitális átalakítók

1.zh Kösse össze a két oszlop egy-egy összetartozó fogalmát! pozitív visszacsatolás

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 1. rész

Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

A 2009-es vizsgákon szereplő elméleti kérdések

Teljesítmény-erősítők. Elektronika 2.

Gingl Zoltán, Szeged, :47 Elektronika - Műveleti erősítők

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

Erősítő tanfolyam Keverők és előerősítők

ANALÓG ÉS DIGITÁLIS TECHNIKA I

Attól függően, hogy a tranzisztor munkapontját melyik karakterisztika szakaszon helyezzük el, működése kétféle lehet: lineáris és nemlineáris.

Áramkörszámítás. Nyílhurkú erősítés hatása

MÉRŐERŐSÍTŐK EREDŐ FESZÜLTSÉGERŐSÍTÉSE

Mûveleti erõsítõk I.

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Bipoláris tranzisztoros erősítő kapcsolások vizsgálata

ÁLTALÁNOS SZENZORINTERFACE KÉSZÍTÉSE HANGKÁRTYÁHOZ

<mérésvezető neve> 8 C s z. 7 U ki TL082 4 R. 1. Neminvertáló alapkapcsolás mérési feladatai

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

M ű veleti erő sítő k I.

Az ideális feszültségerősítő ELEKTRONIKA_2

Az erősítés frekvenciafüggése: határfrekvenciák meghatározása ELEKTRONIKA_2

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 2. rész

Teljesítményerősítők ELEKTRONIKA_2

Áramgenerátorok alapeseteinek valamint FET ekkel és FET bemenetű műveleti erősítőkkel felépített egyfokozatú erősítők vizsgálata.

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Ideális műveleti erősítő

Műveleti erősítők alapkapcsolásai A Miller-effektus

Zh1 - tételsor ELEKTRONIKA_2

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

07. mérés Erősítő kapcsolások vizsgálata.

1. ábra A visszacsatolt erősítők elvi rajza. Az 1. ábrán látható elvi rajz alapján a kövezkező összefüggések adódnak:

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Tantárgy: ANALÓG ELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

A felmérési egység kódja:

u ki ) = 2 x 100 k = 1,96 k (g 22 = 0 esetén: 2 k)

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

ANALÓG ELEKTRONIKA LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK

Gingl Zoltán, Szeged, dec. 1

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

Fázist nem fordító erősítők kompenzálása gyors működésre

Gingl Zoltán, Szeged, :44 Elektronika - Diódák, tranzisztorok

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Jelkondicionálás. Elvezetés. a bioelektromos jelek kis amplitúdójúak. extracelluláris spike: néhányszor 10 uv. EEG hajas fejbőrről: max 50 uv

Elektronika II. 5. mérés

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila április 17.

4. Mérés. Tápegységek, lineáris szabályozók

21.B 21.B. Szinteltoló Erısítı Szinteltoló. A mőveleti erısítı tömbvázlata

Összefüggő szakmai gyakorlat témakörei

10. Konzultáció: Erősítő fokozatok összekapcsolása, visszacsatolások, műveleti erősítők és műveleti erősítős kapcsolások

Irányítástechnika Elıadás. A logikai hálózatok építıelemei

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK I. 4. VILLAMOS ELVŰ MÉRÉSEK ALAPELVEK, ALAPÁRAMKÖRŐK

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 15%.

Tranzisztoros erősítő vizsgálata. Előzetes kérdések: Mire szolgál a bázisosztó az erősítőkapcsolásban? Mire szolgál az emitter ellenállás?

Wien-hidas oszcillátor mérése (I. szint)

Elektronika II. 4. mérés. Szimmetrikus differencia erősítő mérése

1. A mérés tárgya: Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék D524. Műveleti erősítők alkalmazása

Tranzisztoros erősítő alapkapcsolások vizsgálata

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

ELEKTROTECHNIKA-ELEKTRONIKA ELEKTROTECHNIKA

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

G803 Nyolc egyérintéses funkció Súlyos zavaró feszültség ingadozásnál ZC 1.kivezetés és a föld közé 2.kivezetés tegyünk egy 20pf - 100pf-os

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. Felhasznált eszközök. Mérési feladatok

13.B 13.B. 13.B Tranzisztoros alapáramkörök Többfokozatú erısítık, csatolások

Integrált áramkörök/3 Digitális áramkörök/2 CMOS alapáramkörök Rencz Márta Ress Sándor

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Komparátorok alkalmazása

Műveleti erősítők alapkapcsolásai A Miller-effektus

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

AUTOMATIKAI ÉS ELEKTRONIKAI ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1. Mi a slow rate? A valódi műveleti erősítő kimeneti jelének maximális változási sebessége.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Földelt emitteres erősítő DC, AC analízise

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Átírás:

Elektronika 2 1. Előadás Műveleti erősítők felépítése, ideális és valós jellemzői Irodalom - Megyeri János: Analóg elektronika, Tankönyvkiadó, 1990 - U. Tiecze, Ch. Schenk: Analóg és digitális áramkörök, Műszaki Könyvkiadó, 1999 - Ron Mancini (szerk): Op Amps for Everyone, Texas Instruments, 2002 - Borbély Gábor: Elektronika II, 2006

Az ideális műveleti erősítő szimmetrikus invertáló és nem invertáló bemenetekkel rendelkezik; bemeneti ellenállás végtelen nem terheli az őt jellel ellátó áramköröket; bemeneti áram nulla nem okoz munkapont-eltolódást a meghajtó generátor belső ellenállásán jelentkező feszültségesés; kimeneti ellenállás nulla egyszerűbb visszacsatolás-tervezés; szimmetrikus bemeneti jelek erősítése végtelen (csak negatív visszacsatolással használható); közös bemeneti jeleket csillapít; nincs bemeneti ofszet; nem érzékeny tápfeszültség- vagy hőmérséklet-ingadozásra; nagy bemeneti jel és kimeneti rövidzár védelem; a karakterisztikák frekvencia-függetlenek.

Műveleti erősítők felépítése Egyenfeszültség-erősítők, az egyes fokozatok között nincs csatoló kondenzátor, így munkapont-beállításaik kihatnak egymásra.

Műveleti erősítők felépítése Differenciálerősítő Hátrány: kis erősítés Közös kollektoros, Zener-diódás kimenet-illesztés Közös emitteres főerősítő Hátrány: csak egyik ág erősítését használja, a szinteltoló feszültségosztó a hasznos jelet is leosztja

Műveleti erősítők felépítése Differenciálerősítő Komplementer fázisösszegző emitterkövető kapcsolással végfok Darlington főerősítő 40 db feszültségerősítés 70 db közösjel-elnyomási tényező 100 kw bemeneti ellenállás Áramtükör Aktív terhelésű főerősítő Offszet-kompenzáció Gerjedékeny, nincs rövidzár-védelem

Fázisösszegző kapcsolás működési elve Alig tartalmaz passzív alkatrészt, ezért jól integrálható.

Műveleti erősítők felépítése Komplementer kaszkód Munkapont-beállítás hőkompenzált Rövidzár-védett Differenciálerősítő bemenet áramgenerátorral és áramtükör-lánccal kimenet

Műveleti erősítők paraméterei Szimmetrikus bemeneti ellenállás (differential input resistance) bipoláris tranzisztorokkal néhány MW térvezérlésű tranzisztorokkal 10 12 W Szimmetrikus bemeneti kapacitás (differential input capacitance) néhány pf (frekvencia- és hőmérséklet-függő) Kimeneti ellenállás (output resistance) aktív rövidzár-védelemmel 100 W, passzívval néhány 100 W negatív visszacsatolásnál osztódik a hurokerősítéssel Nagyjelű szimmetrikus feszültségerősítés (large signal differential voltage gain) 100 110 db chopper-stabilizált (folyamatos offszet korrekció) erősítőknél 175 db Közös módusú feszültségerősítés (common mode voltage gain) közös jel nyílt hurkú erősítése terheletlen kimenettel vagy adott terheléssel Közös módusú feszültségelnyomási tényező (common mode rejection ratio) a nagyjelű szimmetrikus és a közös módusú erősítés hányadosa, legalább 90 db

Műveleti erősítők paraméterei Bemeneti nyugalmi áram (input bias current) közös bemeneti egyenáram pontosan nulla kimeneti feszültséghez bipoláris tranzisztorokkal 100 na térvezérlésű tranzisztorokkal 30 pa (hőmérsékletfüggő) Bemeneti ofszet feszültség (input offset voltage) bemeneti szimmetrikus egyenfeszültség pontosan nulla kimeneti feszültséghez néhány mv fontos hibaforrás, pontosan ki kell egyenlíteni Bemeneti ofszet áram (input offset current) bemeneti szimmetrikus egyenáram pontosan nulla kimeneti feszültséghez bipoláris tranzisztorokkal néhány 10 na térvezérlésű tranzisztorokkal 1..2 pa Ofszet vándorlás (drift) okozza: hőmérséklet-változás, tápfeszültség-változás, áramkör öregedése (1..2 mv/hónap) Bemeneti hőmérsékleti feszültség drift (input offset voltage drift) 3 10 mv/ C Bemeneti hőmérsékleti áram drift (input offset current drift) Tápfeszültség drift (supply voltage sensitivity) 10 100 mv/v

Műveleti erősítők paraméterei Maximális tápfeszültség (maximum supply voltage) 15 V névleges értékhez 18 V Minimális tápfeszültség (minimum supply voltage) egyes CMOS eszközök már 0.5 V-nál működnek Tápfeszültség elnyomási tényező (supply voltage rejection ratio) tápfeszültség drift és az előidéző tápfeszültség-változás hányadosa 100 mv/v, 90 db Maximális kimeneti feszültség (maximum peak output voltage swing) terhelésfüggő 2 3 V-ra megközelíti a tápfeszültséget Maximális kimeneti áram (maximum output current) 500 600 mw-os tokozásnál 20 30 ma, korlátlan ideig Üzemi hőmérséklettartomány (operating temperature range) ahol a paraméterek garantáltan tűréshatáron belül maradnak kommersz 0 +70 C ipari: 25 C +85 C katonai: 55 C +125 C

Műveleti erősítők dinamikus paraméterei Maximális kimeneti jelváltozási sebesség (slew rate, SR) 260 3500 V/ms, külső kompenzálással befolyásolható áramvisszacsatolt műveleti erősítőknél 10000 V/ms Kivezérlés határfrekvencia (maximum output swing bandwidth) ameddig a maximális kimeneti feszültséget adott torzítás mellett szolgáltatja néhány 100 khz

Műveleti erősítők dinamikus paraméterei Nyilthurkú feszültségerősítés határfrekvenciája (open loop bandwidth) ahol a feszltségerősítés 3 db-el csökken az alacsonyfrekvenciás érték alá néhány Hz Sávjóság: egyetlen domináns töréspont esetén a feszültségerősítés és határfrekvencia szorzata Egységnyi feszültségerősítés határfrekvenciája (unity gain frequency) ahol a feszltségerősítés egységnyire csökken néhány száz MHz

Neminvertáló kapcsolás ideális műveleti erősítővel A végtelen bemeneti ellenállás és végtelen feszültségerősítés miatt a ME a két bemenetet azonos potenciálon tartja. A kapcsolás erősítése csak a kimeneti feszültségosztótól függ, a ME saját paramétereitől nem.

Invertáló kapcsolás A végtelen bemeneti ellenállás és végtelen feszültségerősítés miatt a ME a két bemenetet azonos potenciálon tartja, az invertáló bemeneten virtuális földpont jelenik meg.

Fázisfordító összegző kapcsolás A virtuális földpont miatt az egyes bemenetek nem befolyásolják egymást. A ME ideális mivolta miatt érvényes szuperpozíció elve szerint a kimeneten az egyes bemenetek hatásainak összege jeleni meg.

Differenciálerősítő

Áramvisszacsatolt műveleti erősítők A feszültségvisszacsatolt ME-nél kevésbé precíz (nem differenciálerősítő a bemenet), viszont lényegesen gyorsabb. Elsősorban nagyfrekvenciás alkalmazások esetén használják (100 MHz fölött).

Áramvisszacsatolt műveleti erősítők R be+ nagy; R be kicsi Áramvezérelt feszültségforrás. Egységnyi feszültségerősítés. Nagy meredekség (transzfer impedancia): kis bemeneti áram nagy kimeneti feszültséget eredményez. Nagy kimeneti jelváltozási sebesség (slew rate): 10 V / ns. Sávjóság: több GHz. Ok: a kizárólag emitterkövető erősítőkben nem érvényesül a Miller-hatás.

Áramvisszacsatolt műveleti erősítő neminvertáló kapcsolása Z B 0 : Z :

Áramvisszacsatolt műveleti erősítő invertáló kapcsolása Z B 0 : Z : Ritkán használják az alacsony bemeneti impedancia miatt. Nagy Z G (és Z F az egységnyi erősítés megőrzéséhez) rontja a sávszélességet. Kis Z G esetén a frekvenciafüggő Z B dominál és az erősítés növekedik frekvenciával.