Операционен усилвател VS компаратор; Науката и технологиите

Ето ме отново със статия, обясняваща разликата между операционен усилвател и компаратор.

Много често в мрежата виждаме диаграми с AOP, свързани така, че да работят в нелинеен режим, най-често в сравнителен режим. Този начин на правене на нещата е много лош, тъй като PDO не е направен за сравнение, а, както подсказва името му, за усилване и следователно за работа в линеен режим.

AOP е електронен компонент, който има особеността, както подсказва името му, да усилва разликата в потенциала между двата си входа (инвертиращ e- и неинвертиращ e +). Това усилване на усилването е много много голямо, често между 80 и 120 dB (т.е. усилване между десет хиляди и един милион пъти разликата в потенциала между двата входа).

Първото приложение, за което можем веднага да се сетим, би било да сравним два сигнала. Разликата се усилва 100 000 пъти (в границите на захранващите напрежения на AOP), ако първият сигнал е по-голям от втория, тогава изходът на AOP преминава към горната граница, в противен случай изходът преминава към нисък стоп. По този начин имаме AOP, който прави възможно сравняването на два сигнала.

Само това е грешният път. Ето причините:

AOP има честотна компенсация (нискочестотен филтър), за да позволи по-добра стабилност в линеен режим, но внезапно AOP ни ограничава в честотата (до около 100 - 200 kHz, понякога повече в зависимост от модела на AOP).
Времето, необходимо за превключване на AOP, не е определено. Това зависи от честотната компенсация (която съответства на нискочестотен филтър от порядък, по-голям от 2). Пристигнал с определена честота, рокерът не само отнема значително количество време, но освен това не задейства моментално, а има забавяне.
Изходните напрежения зависят от захранващите напрежения.
И накрая, изходните напрежения не са равни на захранващите, но се намаляват с това, което се нарича отпадъчно напрежение на AOP

В тези случаи, ако не можем да сравним два сигнала, какъв е смисълът на AOP? Е, ако успеем да свържем по един или друг начин (проводник, резистор, кондензатор) изхода на инвертиращия вход на AOP, този ще се опита да сведе до минимум разликата в потенциала между двата входа. След това казваме, че PDO работи в линеен режим.

Малък прост пример, AOP монтиран в режим на последовател.

Тук имаме сигнал, пристигащ на неинвертиращия вход. Обръщащият вход е директно свързан към изхода чрез проводник.

Нека си представим, че изходът първоначално е в положителен стоп. В този случай напрежението на инвертиращия вход (e-) е по-голямо от това на неинвертиращия вход (e +). След това AOP преминава към отрицателно спиране. И така, напрежението при e- вече е по-ниско от това при e +, изходът се превключва обратно в другата посока и т.н.

Току-що видяхме, че AOP има честотна компенсация, което означава, че в действителност изходното напрежение ще се стабилизира и синхронизира с напрежението на инвертиращия терминал. Следователно изходът ще копира напрежението в неинвертиращия терминал. Това се нарича последователно събрание.

Разбира се, има много редактиране в линеен режим, някои се държат като последователи, други като усилватели, интегратори, диференциатори, логаритмични усилватели, лета и т.н.