เครื่องขยายเสียงในการทำงาน
แอมพลิฟายเออร์เชิงปฏิบัติการหรือออปแอมป์เป็นแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างที่มีอัตราขยายสูงมากโดยมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ โดยทั่วไปแล้วแอมพลิฟายเออร์ในการทำงานจะใช้เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์วงจรกรอง ฯลฯ ออปแอมป์อาจมีขั้นตอนของแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งเพื่อให้ได้รับแรงดันไฟฟ้าสูง
นี่คือแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลที่มีอัตราขยายสูงโดยใช้การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเอาต์พุตและอินพุต เหมาะสำหรับการใช้งาน DC และ AC เครื่องขยายเสียงในการทำงานทำหน้าที่ทางอิเล็กทรอนิกส์มากมายเช่นอุปกรณ์เครื่องมือวัดเครื่องกำเนิดสัญญาณตัวกรองแอคทีฟ ฯลฯ นอกเหนือจากการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ต่างๆ อุปกรณ์อเนกประสงค์นี้ยังใช้ในแอพพลิเคชั่นที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่นเครื่องเปรียบเทียบแรงดันตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลและตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อกแอมพลิฟายเออร์ลอการิทึมเครื่องกำเนิดฟังก์ชันที่ไม่ใช่เชิงเส้นเป็นต้น
แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลพื้นฐาน
ภาพประกอบต่อไปนี้แสดงเครื่องขยายเสียงพื้นฐาน -
ในรูปด้านบน -
VDI = อินพุตที่แตกต่างกัน
VDI= V 1 - V 2
VDO = เอาต์พุตที่แตกต่างกัน
VDO= V C1 - V C2
เครื่องขยายเสียงนี้ขยายความแตกต่างระหว่างทั้งสองสัญญาณ, V 1และ V 2
แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
$$ A_d = \ frac {V_ {DO}} {V_ {DI}} $$
และ
$$ A_d = \ frac {(V_ {C1} - V_ {C2})} {V_ {DI}} $$
ดังแสดงในรูปต่อไปนี้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการพื้นฐานประกอบด้วยสามขั้นตอน -
ขั้นตอนการป้อนข้อมูล
นี่เป็นขั้นตอนแรกและมีลักษณะดังต่อไปนี้
- CMR สูง (การปฏิเสธโหมดทั่วไป)
- อิมพีแดนซ์อินพุตสูง
- ความกว้างของแถบกว้าง
- ออฟเซ็ตอินพุตต่ำ (DC)
นี่คือลักษณะสำคัญบางประการสำหรับประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้ ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยสเตจแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลและทรานซิสเตอร์มีความเอนเอียงเพื่อให้ทำหน้าที่เป็นแหล่งกระแสคงที่ แหล่งกระแสคงที่จะเพิ่ม CMR ของเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกันอย่างมาก
ต่อไปนี้เป็นอินพุตสองตัวสำหรับเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน -
- V 1 = อินพุตที่ไม่กลับด้าน
- V 2 = อินเวอร์เตอร์อินพุต
ขั้นกลาง
นี่เป็นขั้นตอนที่สองและออกแบบมาเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ดีขึ้น ต้องใช้เกนปัจจุบันเพื่อจ่ายกระแสให้เพียงพอเพื่อขับเคลื่อนสเตจเอาท์พุทซึ่งส่วนใหญ่ของกำลังขยายแอมพลิฟายเออร์ในการทำงานจะถูกสร้างขึ้น ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปตามด้วยตัวติดตามอีซีแอลและสเตจการเปลี่ยนระดับ DC วงจรเปลี่ยนระดับช่วยให้แอมพลิฟายเออร์มีอินพุตที่แตกต่างกันสองตัวพร้อมเอาต์พุตเดียว
| V out = + ve | เมื่อ V 1 > V 2 |
| V ออก = -ve | เมื่อ V 2 <V 1 |
| V ออก = 0 | เมื่อ V 1 = V 2 |
ระยะเอาท์พุท
นี่เป็นขั้นตอนสุดท้ายของ op-amp และได้รับการออกแบบให้มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ สิ่งนี้ให้กระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการขับเคลื่อนโหลด กระแสไฟฟ้ามากหรือน้อยจะถูกดึงออกมาจากขั้นตอนการส่งออกเนื่องจากและเมื่อโหลดแตกต่างกันไป ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ขั้นตอนก่อนหน้าจะทำงานโดยไม่ได้รับอิทธิพลจากโหลดเอาต์พุต ข้อกำหนดนี้ได้รับการตอบสนองโดยการออกแบบขั้นตอนนี้เพื่อให้มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและได้รับกระแสไฟฟ้าสูงอย่างไรก็ตามมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ
แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้มีสองอินพุต Non-inverting input และ Inverting input.
รูปด้านบนแสดงประเภทของเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้ สัญญาณที่ใช้ที่ขั้วอินพุตกลับด้านจะถูกขยาย แต่สัญญาณเอาต์พุตอยู่นอกเฟสโดยมีสัญญาณอินพุต 180 องศา สัญญาณที่ใช้ที่ขั้วอินพุตแบบไม่กลับด้านจะถูกขยายและสัญญาณเอาต์พุตอยู่ในเฟสกับสัญญาณอินพุต
สามารถเชื่อมต่อ op-amp ในวงจรจำนวนมากเพื่อให้มีลักษณะการทำงานที่หลากหลาย