32
Op-Amp H1 Lkaa 2011

Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

Op-Amp H1

Lkaa

2011

Page 2: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

2

Op-Amp

V(+-)=0

Virtuel ground

Page 3: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

OP-AMP intern

3

Page 4: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

4

Op-Ampens interne opbygning

Page 5: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

5

Op-Amp Differens mode

Page 6: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

Kurve1-kurve2

6

• Udgang signalet bliver 6dB større, når signalerne er i modfase!

Page 7: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

7

Op-Amp Common mode Fælles signal

Page 8: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

8

Op-Amp LM741 eller UA741

Page 9: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

9

Data

LM741 CA3130

Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V

Spændingsforstærkning 200.000 320.000

Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

Input offset-spænding 1 mV 8 mV

Input offset-strøm 500 nA 0,5 pA

Slew-rate(spændingsændring) 0,5V/μSek 30V/μSek

Internt kompenseret ja nej

Kortslutningssikker udgang ja ja

IC-hus (case) DIP8 DIP8

Teknik transistor MOSFET/CMOS

Page 10: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

10

Rail- rail

Page 11: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

11

Kompensationskredløb ”selvsving”

Page 12: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

12

Off-set

Page 13: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

13

Feedback eller Modkobling

Page 14: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

14

Feedback!

• Reducere forstærkningen

• Båndbredden forøges

• Op-amp’en stabiliseres!

• Lineariteten forbedres!

• Forvrængning reduceres!

Page 15: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

15

Slew-rate & rå forstærkning

Uden modkobling

Med modkobling

Page 16: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

16

Invertende forst.

Page 17: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

• Ao = Råforstærkning uden modkobling

• A’ = Forstærkning med modkobling

• M = Modkoblingsfaktoren

• Zin = Indgangs impedance

• Zout = Udgangsimpedance

17

Page 18: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

18

Beregning

• A’ =-RM/R1

• Zout-> 0 Ohm (Belastning skal være større end 2K Ohm!!)

• M=modkoblingsfaktoren

• M=Ao/A’

• Ao=råforstærkning

• Zin= R1

• Z’out= Zout/M :

Page 19: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

19

Ikke-invertende forst.

Page 20: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

20

Beregning

• A’ =(RM/R1)+1

• Zout -> 0 Ohm (Belastning skal være større end 2K Ohm!!)

• Z’out= Zout/M : M=modkoblingsfaktoren

Page 21: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

21

Unity- gain forst. (buffer)

Page 22: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

22

Data

• Forstærkning: ganges forst.

• Fordele:Høj indgangsimpedans, ZIN → ∞Ω

• Lav udgangsimpedans, ZOUT → 0Ω

• Op-amp= diff. I indgangen og effekt forstærker i udgangen

110

Au

Page 23: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

23

OP-amp med enkelt strømforsyning, Inverterende

Page 24: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

24

Enkelt strømforsyning, Ikke-Inverterende

11

R

RAu M

Page 25: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

25

OP-amp som Komparator

Er indgangssignalet >0V går udgangen → -12V

Er indgangssignalet <0Vgår udgangen → +12V

Page 26: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

26

OP-amp som Komparator Er indgangssignalet >0Vgår udgangen → +12V

Er indgangssignalet <0Vgår udgangen → -12V

Page 27: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

27

OP-amp som Komparator

Ind >3V giver udgangsspænding → 0V

Ind < 3V giver udgangsspænding → +5V

Page 28: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

28

OP-amp som Komparator

Vkk

kVUU RREF 47,6

8,13,3

3,3102

Ind <6,47V giver udgangsspænding → 0V

Ind >6,47V giver udgangsspænding → 10V

Page 29: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

29

Inverterende komparator

-

+

IC

R1

R2

+U

AC

Uref

Uref

Uout

Uout

Uref UccR2

R1 R2 Ucc

Page 30: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

30

Hysterese

• Lower level trigger

• Upper level trigger

-

+

IC

R2

RHR1

Uin

15V

15V

Uult=Ucc*R2//RH

(R1//RH)+R2

Utlt=Ucc*R2//RH

(R2//RH)+R1

Page 31: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

31

Trigger level

Uutl

Ultl

U out

Page 32: Op-Ampmars.tekkom.dk/mediawiki/images/8/87/Op_Amp.pdf · LM741 CA3130 Forsyningsspænding ±22V ±2,5V - ±8V Spændingsforstærkning 200.000 320.000 Ingangsimpedans 2 MΩ 1,5 TΩ

32

Strøm til Spænding

-

+

IC

Rm

Iin

Im

Uout=-Iin*Rm