Jak správně ukončit nepoužívaný operační systém

Operační zesilovač hraje velmi důležitou roli při navrhování obvodů s analogovými součástmi. Ale při implementaci těchto obvodů založených na operačních zesilovačích existují situace, kdy jeden nebo více operačních zesilovačů zůstane nevyužitých, což způsobí nežádoucí chování v jednom nebo všech nevyužitých operačních zesilovačích, což ovlivní celkový výkon systému.

Aby se zabránilo tomuto typu nežádoucího chování, musí být nepoužívané operační zesilovače správně ukončeny, jinak by to mohlo vést k problémům, jako je zvýšená spotřeba energie a přidaný šum.

Takže v tomto tutoriálu budu diskutovat

1. Jak správně ukončit nepoužívaný operační zesilovač a jeho další výhody.
2. Jak špatně nakonfigurovaný operační zesilovač může vést k různým problémům v obvodu.
3. Na konci bude část věnovaná testování praktického obvodu.

Takže bez dalších okolků začněme.

Co je ukončení operačního zesilovače?

Po vyslechnutí termínu ukončení, pokud uvažujete o zabití operačního zesilovače, řeknu vám, že to není ono. Ukončením operačního zesilovače jsem chtěl nakonfigurovat operační zesilovač tak, aby zařízení fungovalo stabilním způsobem.

Proč je ukončení operačního zesilovače důležité?

• Ponecháte-li nepoužité piny op-amp plovoucí, dojde k neočekávaným posunům napětí, které mohou mít za následek neočekávané chování v obvodu.
• Při správné konfiguraci lze hluk RFI drasticky snížit.
• Spotřebu energie a ztrátový výkon v integrovaném obvodu lze také minimalizovat.

Jaké parametry je třeba vzít v úvahu?

Rozsah vstupního napětí v běžném režimu: Překročení vstupního režimu v běžném režimu způsobí poškození ve vstupní části operačního zesilovače.

Rozsah vstupního rozdílového napětí: je definován jako maximální rozsah napětí, který lze použít mezi neinvertujícími a invertujícími vstupními piny. Překročení těchto rozsahů může také poškodit vstupní část operačního zesilovače.

Sytost výstupu: Sytost výstupu nastává, když je výstup operačního zesilovače veden poblíž napájecích kolejnic a nasycený operační zesilovač vždy odebírá více proudu a také rozptyluje více energie ve srovnání s nenasyceným operačním zesilovačem.

Abychom se vyhnuli sytosti výstupu a EOS, musíme co nejvíce omezit kolísání výstupu. Nižší nastavení zesílení může zabránit sytosti výstupu.

Zisk otevřené smyčky: Protože každý operační zesilovač má velmi velký zisk otevřené smyčky, je důležité uzavření smyčky.

Negativní zpětná vazba je velmi snadná a běžná metoda k dosažení stabilního výstupu, To jsou v podstatě všechny parametry, které musíte zvážit před konfigurací operačního zesilovače.

Testování obvodu

K otestování obvodu použijeme oblíbený IC instrumentální zesilovač OPA2134 od společnosti Texas Instruments, ale předtím se podívejme na některé z výše zmíněných parametrů, které musíme vzít v úvahu.

Podívejme se na některé vstupní specifikace tohoto operačního zesilovače:

Tabulka v datovém listu ukazuje absolutní maximální hodnocení operačního zesilovače, v tabulce je specifikován rozsah vstupního napětí (V -) - 0,7 (V +) + 0,7, toto hodnocení je maximální rozsah vstupního napětí pro ne invertování a invertující vstup operačního zesilovače, které nesmí být překročeny.

Nyní je to vyjasněno, pojďme se podívat na náš první testovací okruh,

K otestování obvodu používám můj meco 450B + mustimeter a meco 108B + mustimeter, zde měřící meco 450B + měří proud a meco 108B + mustimeter měří výstupní napětí.

Výše uvedený obrázek ukazuje první testovací obvod, který budu testovat. Nejprve se ale podívejme na to, kolik proudu operační zesilovač odebírá, když je jednoduše zapnutý.

Jak je vidět na obrázku výše, jedná se o 5,23 mA

První konfigurace:

Vzhledem k tomu, že používám verzi tohoto IC s duálním operačním zesilovačem, nakonfiguroval jsem jeden z nich jako neinvertující zesilovač se ziskem jednoho a druhý kolík obvodu je plovoucí, uvidíme, kolik proudu to kreslí.

Jak vidíte, operační zesilovač odebírá asi 18,6 mA proudu.

V první konfiguraci operačního zesilovače je neinvertující a invertující terminál operačního zesilovače připojen k zemi a výstup je ponechán plovoucí, Po dokončení konfigurace je můj měřící přístroj meco 108B + připojen k výstupu zobrazujícímu napětí a můj meco 450B + je zapojen do série zobrazující proud, jak vidíte na obrázku výše, výstup je vysoký a operační zesilovač je nyní v nasyceném státu, čímž se rozptyluje více energie.

To je případ tohoto konkrétního operačního zesilovače v mém prkénku s jinými operačními zesilovači. Můžete vidět, že výstup operačního zesilovače je nízký kvůli vstupnímu offsetovému napětí operačního zesilovače. V některých případech výstup vyskočí vysoko a poté se sníží dolů.

U jiných velmi přesných instrumentálních zesilovačů tato konfigurace jistě naruší rozsah vstupního společného režimu, takže existuje velká šance, že se vstupní část může poškodit.

Druhá konfigurace:

Výše uvedená konfigurace je druhou nejběžnější konfigurací, kterou najdete na internetu.

Praktický výstup tohoto obvodu je uveden výše.

Jak vidíte v této konfiguraci, operační zesilovač je také v nasyceném stavu a jeho čerpací proud je stejný jako první. V některých případech můžete vidět, že operační zesilovač odebírá stovky mA proudu, protože operační zesilovač porušuje rozsah vstupního napětí v běžném režimu pro oba vstupy.

Třetí konfigurace:

Po dokončení druhé konfigurace máme naši poslední konfiguraci.

Zloženie: 100% bavlna.

Na výše uvedeném obrázku je zobrazena poslední konfigurace, v této konfiguraci je neinvertující terminál připojen k děliči napětí a samotný operační zesilovač je nakonfigurován jako sledovač napětí. Praktický výstup je uveden níže:

V této konfiguraci vidíte, že výstupní napětí je mezi napájecím napětím, takže tato konfigurace zajišťuje, že vstupní zdroj spadá pod rozsah napětí v běžném režimu.

I když je aktuální spotřeba vyšší pro tento konkrétní operační zesilovač, s touto konfigurací je možné splnit všechny hlavní doporučené provozní podmínky uvedené v datovém listu.

• operační zesilovač je stabilní s nízkým ziskem
• Úspěšně jsme splnili specifikaci vstupu doporučenou v datovém listu
• Výstupní napětí není nasycené
• Spotřeba energie a energie jsou také stabilní

Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, je k dispozici skvělá dokumentace od Taxus Instruments a maxim integrated.

Doufám, že se vám tento článek líbil a dozvěděli jste se z něj něco nového. Máte-li jakékoli pochybnosti, můžete se zeptat v komentářích níže nebo můžete použít naši fóra pro podrobnou diskusi.