این المان بسته به وضعیت پایه های ورودی و خروجی دارای شرایط و عملکرد متفاوتی
بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف
ولتاژ در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار ما بسیار نویز پذیر
است.
اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ
خروجی برابر ولتاژ ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده
یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه
خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.
خواهد شد که در زیر به توضیح راجع به این وضعیت ها می پردازیم.
اگر inverting > noninverting باشد.خروجی به سمت منفی VSS اشباع می شود.منظور از
منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آی سی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی
پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به
اشباع می رود.
منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آی سی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی
پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به
اشباع می رود.
اگر inverting < noninverting باشد.خروجی به سمت مثبت VSS اشباع می شود.مثلا
اگر تغذیه آی سی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی
باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای
همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت
باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منفی
باشد خروجی به منفی VSS می رود.
اگر تغذیه آی سی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی
باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای
همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت
باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منفی
باشد خروجی به منفی VSS می رود.
منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بین ورودی مثبت از منفی است.
بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف
ولتاژ در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار ما بسیار نویز پذیر
است.
در حالت ایده آل منظور حالت غیر عملی است.،در این حالت op-amp ها دارای مقاومت ورودی
بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر
هستند.
بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر
هستند.
در حالت واقعی گین یا تقویت بین ولتاژ های مثبت و منفی ورودی محدود می شود.
بین پایه های ورودی و خروجی آپ امپ جریانی وجود ندارد.و این تنها ولتاژ ورودی است که
خروجی را کنترل می کند.
خروجی را کنترل می کند.
استفاده از فیدبک در آپ امپ
با استفاده از فیدبک می توانید میزان تقویت ولتاژ های ورودی در خروجی را تعیین کنید.
فیدبک می تواند،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب
فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی
یا negative feedback می نامند.
فیدبک می تواند،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب
فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی
یا negative feedback می نامند.
Rf همان مقاومت فیدبک که در شکل زیر با نام R2 و از خروجی به پایه منفی ورودی زده
شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.
شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.
اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ
خروجی برابر ولتاژ ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده
یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه
خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.
آپ امپ در حالت مقایسه گری یا Comparator
در این حالت کوچکترین اختلاف بین ولتاژ های ورودی تقویت شده و در خروجی نمایان
می شود.
در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شود.که مقدار ولتاژ در پایه inverting یا
منفی به سطح ولتاژ در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref
است. از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده
می شود. در این مدار به جای مقاومت R2 می توان از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ Vref و
تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کرد.
در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شود.که مقدار ولتاژ در پایه inverting یا
منفی به سطح ولتاژ در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref
است. از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده
می شود. در این مدار به جای مقاومت R2 می توان از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ Vref و
تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کرد.
تقویت کننده مستقیم (noninverting amplifier)
در این حالت ورودی منفی یا inverting توسط مقاومت R1 زمین می شود.و فیدک نیز از
خروجی توسط مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی
کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.
خروجی توسط مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی
کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.
تغذیه Op-Amp
در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.
اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های
مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.
ولتاژ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.
مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.
ولتاژ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.
در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.
نکاتی راجع به Op-Amp
هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس نباید وصل کرد.،با این کار
Op-Amp خواهد سوخت.
Op-Amp خواهد سوخت.
تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست از مقادیر ورودی در پایه های inverting و
noninverting بیشتر باشد.سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf
زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.
noninverting بیشتر باشد.سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf
زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.
در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و
مقاومت خروجی صفر می باشند.همچنین در این حالت ولتاژ در ورودی های مثبت و منفی با
یکدیگر مساوی هستند.
مقاومت خروجی صفر می باشند.همچنین در این حالت ولتاژ در ورودی های مثبت و منفی با
یکدیگر مساوی هستند.
