Bevezetés, alapok

A cikkben az alapvető tervezési szempontokat, számításokat ismertetem. Közben megismeritek a műveleti erősítőket, hogy hogyan és mit kell nézni az adatlapjaikon, melyik paraméternek mi az értelme. A végeredmény majd egy fejhallgató erősítő lesz.

Először is néhány dolog, hogy ne kelljen majd minden alkalommal körülményesen fogalmaznom:

-opa: innentől így nevezném a műveleti erősítőt a körülményes és hosszú magyar kifejezés helyett.
-ZC1 a C1 kondenzátor impedanciáját jelenti, pongyolábban: a váltóáramú ellenállását
-az R1xR2, vagy R1xZC1 a 2 alkatrész a párhuzamos kapcsolását, illetve annak eredő impedanciáját jelenti (R1 replusz R2.)
-Fa, Ff alsó, felső határfrekvencia minden esetben azt a frekvenciát jelenti, ahol a jel már 3 dB-t esik (-3 dB-s pont, kapcsolódó írásom a megértéséhez)
Au= visszacsatolt feszültség-erősítés
Any= nyílthurkú erősítés - a visszacsatolás nélküli erősítés
Am= maradék erősítés

Először ismerjük meg a műveleti erősítők felépítését:

A műveleti erősítő egy differenciális bemenet-párral rendelkezik. Hasonló felépítése szokott lenni, mint az 1-es ábrán.

1. ábra

A T3 tranzisztor gondoskodik arról, hogy az első fokozatban állandó (például 20 μA) áram folyjon. Ez az áram nyugalmi helyzetben kettéoszlik, így 10-10 μA folyik át a T1 és T2-n, vagyis a differenciál erősítőn.

Ha, a "+be" bemenet pozitívabbá válik, mint a "-be" bemenet, akkor az áram arányosan átterelődik a T2-re, és a további erősítő fokozatokon áthaladva, a kimenet is arányosan pozitívvá válik. Ha pedig a "-be" bemenete lesz pozitívabb, mint a "+be" bemenet, akkor az áram arányosan átterelődik a T1-re, a kimenet pedig arányosan negatívvá válik. Vagyis ez utóbbi megfordítja a jel polaritását.

Ha mindkét bemenet egyszerre ugyanazt a feszültséget kapja, a kimeneten nem lesz jelváltozás elvileg, mivel a T1-T2 áramainak aránya nem változik. Ez a közös módusú vezérlés.

Az opák lehetséges tápfeszültsége 2,5 V-tól akár 100 V-ig is terjed, általánosságban viszont 30 V-ról üzemeltetik őket... vagyis inkább +/-15 V-ról. Lehet szimmetrikus, vagy aszimmetrikus tápjuk.

Tehát, ha differenciálisan vezéreljük az opa bemenetét, a kimeneten egy a bemenőjellel arányos feszültség jelenik meg. A kettő hányadosa a nyílthurkú erősítés:

Any=Uki/Ube

Értéke rendszerint 10.000 és 10.000.000 között van.
A mi esetünkben most legyen Any=200.000, amit a példának kimásolt adatlap részleten így találsz meg:

Az adatlap 10 V kimeneti jel és 2 kΩ terhelő ellenállás esetén adja meg az opa erősítését

Ebben az esetben 1 V kimenőjel eléréséhez Ube=Uki/Any=1 V/200.000=5 μV szükséges.

Ez, mint látszik, kicsit extrém erősítés egy fejhallgató erősítőnek, de más problémák is vannak vele.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!