Rekstrarmagnarar: Snúningur vs ekki svigrúm

Rekstrar magnari, í kjarna þess, er afkastamikill spennu magnari, samþættur mýgrútur rafrænna kerfa.Þetta tæki snýr að hönnunarheimspeki sem nýtir sérleiðendur, þétta og viðnám.Þessir þættir fléttast saman í dansi með fágun, útfærir spennuaukningu með flóknum endurgjöf.Venjulega er op-AMP eimað í þrjá grundvallar skautanna: inntak inntaksins, inntakið sem ekki er innhverf og framleiðsla.Flókinn dans þessara skautanna ræður frammistöðu magnarans og umfang notkunar.

Vörulisti

Í hugsjónaðri atburðarás er OP Amp Paragon fullkomnunar, sem státar af eiginleikum eins og óendanlegri mótstöðu við báðar aðföng - vitnisburður um að ekki sé um núverandi straum inn í skautanna.Það tryggir jafna spennu yfir aðföng, núll framleiðsla viðnám, takmarkalaus opinn lykkja, óendanlegur bandbreidd og hverfandi offset.Áður en við köfum í ríki rekstrar magnara, er það mjög nauðsynlegt að skilja eðli neikvæðra endurgjafar.Þetta hugtak er ekki aðeins stoð í hringrásarhönnun;Það er hornsteinninn fyrir afkastamikla, stöðugar rafrásir.

Grein okkar miðar að því að afhjúpa blæbrigði neikvæðra endurgjafar, hönnunarsjónarmiða hennar og auka afköst hringrásar með hagræðingu þess.Næst í röðinni er nákvæm krufning tveggja lykilatriða í rekstrarmagni: sveiflur og ekki snúningur magnarar.Við kafa í meginreglum þeirra, útreikningsaðferðum og lykilatriðum í hönnun hringrásar.Þessi djúpa köfun mun veita okkur útsýni yfir hvernig þessi magnara sem auðveldar nákvæmni stjórn og órökstuddan stöðugleika í raunverulegum heimi.

Áður en skilningur á rekstrarmagni (sveiflum og svigrúmum ekki), verðum við að skilja lykilhugtak, neikvæð viðbrögð.

Neikvæð endurgjöf er ekki aðeins hringrásarhönnunartækni, heldur einnig hornsteinn þess að ná frammistöðu, með mikilli stöðugleika rafrænum hringrásum.Grunnhugtakið um neikvæð viðbrögð er að bæta við viðnám milli framleiðslunnar og innspennuinntaksins og skapa lokað stjórnkerfi.

OP AMPS getur veitt ákaflega mikinn opinn lykkju án neikvæðra endurgjöfar, en svo mikill hagnaður fylgir oft stjórnunarerfiðleikar og lélegur stöðugleiki.

Með því að kynna endurgjöf viðnám milli framleiðslunnar og hvolft inntaksins er hluti af úttaksmerki magnara „endurgjöf“ aftur til inntaksins.Þessi aðferð „dreifir“ á áhrifaríkan hátt á hagnaðinn og hefur þar með stjórn á heildaraukningu magnara.

Val á viðnám viðnám: Verðmæti endurspeglunnar hefur bein áhrif á lokaðan lykkju.Að velja viðeigandi viðnámsgildi er lykillinn að því að ná tilætluðum ávinningi og afköstum.

Sambandið milli lokaðrar lykkju og bandbreidd: Hugast þarf að taka viðskipti milli ávinnings og bandbreiddar við hönnun.Með því að auka lokaða lykkjuna hefur það venjulega í för með sér lækkun á bandbreidd.

Stöðugleiki og röskun: Viðeigandi neikvæð viðbrögð geta bætt stöðugleika hringrásarinnar verulega og dregið úr röskun merkja.

Nákvæm útreikningur á endurgjöfarneti: Með því að reikna nákvæmlega út breytur endurspegla viðnáms og annarra tengda hringrásarþátta er hægt að fínstilla magn magnara eins og línuleika, hávaða og tíðnisvörunar.

Notaðu hágæða rafræna íhluti: Að velja mikla nákvæmni, lág-hávaða viðnám og aðra íhluti getur bætt heildarafköst hringrásarinnar.

Neikvæð viðbrögð gera kleift að auka stöðugleika og betri stjórn með því að fórna einhverjum af opnum lykkjum.

Það hjálpar einnig til við að draga úr sveiflum í afköstum hringrásar af völdum utanaðkomandi þátta eins og hitabreytingar og óstöðugleika í aflgjafa.

Neikvæð endurgjöf er lykiltækni í hönnun á rekstrarmagnaranum.Það nær öðlast stöðugleika og stjórnunarhæfni með fínu lokuðu lykkju, sem skiptir sköpum til að bæta heildarafköst og áreiðanleika rafrásir.Með því að öðlast dýpri skilning á vinnandi meginreglum og notkun neikvæðra endurgjafar geta rafræn hringrásarhönnuðir hannað nákvæmari og stöðugu hringrásarkerfi.

Í snúnings magnara er kjarninn í hringrásinni rekstrarmagnarinn, þar sem hvolft inntak fær neikvæða endurgjöf merki frá framleiðslunni í gegnum viðnám RF.Einkenni þessarar grannfræði er að þegar framleiðsla spenna eykst minnkar spenna við snúningsinngangsstöðina og dregur þannig úr aukningu á framleiðsluspennu og myndar neikvæða endurgjöf.

Í kjörnum heimi gerum við ráð fyrir að það sé enginn spennumunur á milli inntaksstöðva op-AMP, það er að segja að snúningur og ekki snúningur skautanna verði á sömu spennu.Þetta ástand er kallað „sýndar stutt hringrás“.

Þar sem inntaksstöðin sem ekki er snúið er beint tengd við jörðina (spennan er 0V), verður einnig að halda inntaksstöðinni við 0V til að fullnægja sýndarskammtímanum.

Meðal þeirra táknar (0 - VIN)/R1 strauminn frá inntaksstöðinni til snúningsstöðvarinnar, og (0 - vout)/RF táknar strauminn frá framleiðslustöðinni að snúningsstöðinni.

Þetta sýnir að umfang hagnaðarins ræðst af hlutfalli RF og R1, og vegna neikvæða merkisins er úttaksmerkið úr áfanga (180 gráður úr áfanga) með inntaksmerkinu.

Inntakviðnám er að mestu leyti skilgreint með inntaksþolinu R1 í snúnings magnaranum.Þetta krefst vandaðrar skoðunar á framleiðsla viðnám inntaksmerkjagjafa fyrir árangursríka viðnám.

Tíðniviðbrögð, lífsnauðsynlegur þáttur, lendir í takmörkunum vegna eðlislægra bandbreiddar þvingana.Þetta leiðir til blæbrigða jafnvægisaðgerðar milli ávinnings og bandbreiddar, sem verður að vera vandlega fínstillt til að henta sérstöku notkun sem fyrir liggur.

Hávaði og stöðugleiki hefur verulega áhrif á afköst hringrásar.Hávaðasnið hringrásarinnar, mótað af viðnámunum og OP magnara, getur verið áhyggjuefni.Samt er þetta ekki óyfirstíganleg áskorun.Með því að velja lág-hávaða íhluti og nota ígrundaða skipulagsskipulag er hægt að draga úr þessum málum verulega.

Fyrir magnarann ​​sem ekki er að snúa er, er grundvallarreglan að tengja inntaksmerkið við inntak rekstrar magnara sem ekki er snúið og nota um leið endurgjöf viðnámLokað lykkja stjórn.Í ákjósanlegu ástandi er gert ráð fyrir að spenna við inntaksstöðina sem ekki er snúið við og snúningur inntaksstöðvarinnar (inverting inntak) rekstrarmagnarans séu jafnir, það er að þeir eru núllspenna í án merkisástands.Í þessu tilfelli er spenna við inntakið sem ekki er snúið jafnt og inntaksmerkjaspennan (VIN) vegna þess að hún er beintengd við inntaksmerkið.

Notkun núverandi laga Kirchhoff (KCL) við svívirðingarstöðina er hægt að koma á hnút jöfnu.Þessi jöfnu tekur mið af summan af straumunum sem streyma inn í svívirðingarstöðina, sem verður að vera núll (sem hægt er að hunsa með tilliti til afar lítilla inntakstraums op-AMP).

Hér, (Vin - Vout)/RF er straumurinn sem streymir í gegnum endurgjöf viðnám við snúningsstöðina og (Vin - 0)/R1 er straumurinn sem streymir í gegnum inntaksþolið við snúningsstöðina.

Þessi formúla sýnir að ávinningur magnara sem ekki er snúið er ákvarðaður af hlutfalli viðbragðsviðnámsins og inntaksviðnámsins og að ávinningurinn er að minnsta kosti 1 (þ.e.a.s. þegar RF = 0).

Samsvarandi viðnám: Til að bæta stöðugleika hringrásarinnar og draga úr röskun merkja, ætti að íhuga samsvörun framleiðsla viðnáms inntaksmerkjagjafa og inntaksviðnám magnara.

Tíðniviðbrögð: Vegna bandbreiddartakmarkana á op-AMP getur tíðnisvörun magnara sem ekki er snúið lækkað þegar hagnaður eykst.Hönnun ætti að íhuga að velja viðeigandi OP AMP líkan og aðlaga hringrásarbreytur til að uppfylla kröfur um forrit.

Hávaði og stöðugleiki: Viðnám hávaði og Op-AMP innri hávaði hafa bæði áhrif á árangur magnara sem ekki er snúið.Nota skal litla hávaða viðnám og OP magnara meðan á hönnun stendur og nota ætti rétta leið og jarðtengingaraðferðir til að bæta stöðugleika í heild og hávaða höfnun hringrásarinnar.

Með því að kafa djúpt í blæbrigði neikvæðra endurgjafar, snúa magnara og magnari sem ekki eru að snúa, öðlumst við ríkari þakklæti fyrir lykilhlutverk þeirra í ríki nútíma rafrænna hringrásarhönnunar.Við skulum fyrst beina athygli okkar að ávinningi af neikvæðum endurgjöf.Það er leikjaskipti: neikvæð endurgjöf styrkir í grundvallaratriðum bæði stöðugleika og nákvæmni í hringrásum með því að draga úr ávinningi.Hugleiddu til dæmis rekstrarmagnara.Hér eru neikvæð viðbrögð öflugt tæki, sem dregur verulega úr framleiðsluviðnáminu og eykur samtímis inntak viðnám.Þessi tvöfalda aðgerð fínstillir svörunareinkenni hringrásarinnar.Þessi aukning er tvíþætt: hún hækkar ekki aðeins afköst hringrásarinnar heldur dregur einnig ótrúlega fram áhrif hitasveiflna og öldrunar tækisins á skilvirkni hringrásarinnar.

Nú skulum við sigla um ranghala við að snúa við og ekki snúa magnara.Að snúa við magnara, þekktir fyrir 180 gráðu fasa andhverfu milli inntaks og úttaksmerkja, eru ómissandi í hljóðkerfi og merkisvinnslu.Taktu hljóð magnara sem dæmi;Að snúa við magnara eiga sinn þátt í að skila óspilltu, röskunarlausu úttaksmerki og hækka þannig hljóðgæði.Aftur á móti gegna magnara sem ekki eru að snúa mikilvægu hlutverki í gagnaöflun og skynjaraviðmótum, þökk sé fasa-aðlögðum inntaki og framleiðsla.Þeir skara fram úr í styttum merkisstígum og draga úr truflunum á hávaða, sem aftur á móti magnar merki-til-hávaða hlutfall kerfisins.

Í meginatriðum dýpkar þessi grundvallarþekking á rafrænum hringrásarhönnun ekki aðeins skilningi okkar á meginreglum um rafrásir;Það setur upp öflugan vettvang til að búa til skilvirkt, lágt hávaða og aðlögunarhæf rafræn kerfi.Ítarleg tök á þessum hugtökum útbýr rafræna hönnuðir mikla striga til nýsköpunar og vekur áframhaldandi framfarir í rafrænni tækni.