DIferentiator op amp
Op- amp Amplifier Diferensiator
Dasar Op - amp Diferensiator adalah kebalikan dengan yang ada pada Integrator rangkaian penguat operasional yang kita lihat di tutorial sebelumnya . Di sini , posisi kapasitor dan resistor telah terbalik dan sekarang reaktansi , Xc terhubung ke terminal input dari penguat pembalik sementara resistor , Rƒ membentuk elemen umpan balik negatif di penguat operasional seperti biasa .
Sirkuit ini melakukan operasi matematika Diferensiasi , yang itu " menghasilkan tegangan output yang berbanding lurus dengan tegangan input yang rate-of - perubahan terhadap waktu " . Dengan kata lain yang lebih cepat atau lebih besar perubahan sinyal tegangan input , semakin besar arus masukan , semakin besar akan perubahan tegangan output sebagai tanggapan , menjadi lebih dari "spike " dalam bentuk.
Seperti dengan rangkaian integrator , kita memiliki sebuah resistor dan kapasitor membentuk Jaringan RC di seluruh penguat operasional dan reaktansi ( Xc ) dari kapasitor memainkan peran utama dalam kinerja Op - amp Diferensiator .
Op- amp Diferensiator Circuit
Op- amp Diferensiator Amplifier
Sinyal input untuk pembeda diterapkan pada kapasitor . Kapasitor blok konten DC sehingga tidak ada arus ke titik penjumlahan penguat , X menghasilkan nol tegangan output . Kapasitor hanya memungkinkan AC jenis perubahan tegangan input melewati dan yang frekuensi tergantung pada tingkat perubahan dari sinyal input .
Pada frekuensi rendah reaktansi dari kapasitor adalah " Tinggi " menghasilkan keuntungan rendah ( Rƒ / Xc ) dan tegangan output yang rendah dari op - amp . Pada frekuensi tinggi reaktansi dari kapasitor adalah jauh lebih rendah dihasilkan dalam keuntungan yang lebih tinggi dan tegangan output yang lebih tinggi dari penguat pembeda .
Namun , pada frekuensi tinggi sirkuit pembeda op - amp menjadi tidak stabil dan akan mulai terombang-ambing . Hal ini terutama disebabkan oleh efek urutan pertama , yang menentukan respons frekuensi dari rangkaian op - amp menyebabkan respon orde kedua yang , pada frekuensi tinggi memberikan tegangan output jauh lebih tinggi dari apa yang diharapkan . Untuk menghindari hal ini gain frekuensi tinggi sirkuit perlu dikurangi dengan menambahkan nilai tambahan kecil kapasitor di resistor umpan balik Rƒ .
Ok , beberapa matematika yang menjelaskan apa yang terjadi ! . Karena node tegangan dari penguat operasional pada terminal masukan pembalik adalah nol , arus , i mengalir melalui kapasitor akan diberikan sebagai :
Op- amp Gain Persamaan
Muatan pada kapasitor sama Kapasitansi x Tegangan di kapasitor
Mengisi Capacitor
Laju perubahan biaya ini
laju perubahan
tapi dQ / dt adalah arus kapasitor i
tingkat biaya
dari mana kita memiliki output tegangan yang ideal untuk op - amp pembeda diberikan sebagai :
pembeda Tegangan
Oleh karena itu , tegangan keluaran Vout adalah kali konstan Rƒ.C turunan dari tegangan input Vin terhadap waktu . Tanda minus menunjukkan pergeseran fasa 180o karena sinyal input terhubung ke terminal masukan pembalik dari penguat operasional .
Satu titik terakhir menyebutkan , rangkaian Diferensiator Op -amp dalam bentuk dasarnya memiliki dua kelemahan utama dibandingkan dengan rangkaian integrator sebelumnya. Satu adalah bahwa ia menderita ketidakstabilan pada frekuensi tinggi seperti disebutkan di atas , dan yang lainnya adalah bahwa input capacitive membuatnya sangat rentan terhadap sinyal random noise dan kebisingan atau harmonik hadir dalam rangkaian sumber akan diperkuat lebih dari sinyal input itu sendiri . Hal ini karena output sebanding dengan kemiringan tegangan input sehingga beberapa cara membatasi bandwidth untuk mencapai stabilitas loop tertutup diperlukan
Op- amp Bentuk gelombang Diferensiator
Jika kita menerapkan sinyal terus berubah seperti jenis sinyal Square- wave , Segitiga atau gelombang sinus ke input dari rangkaian penguat pembeda sinyal output yang dihasilkan akan berubah dan bentuk akhir yang tergantung pada konstanta waktu RC Resistor yang / Capacitor kombinasi.
Output Voltage pembeda
Peningkatan Amplifier Diferensiator Op -amp
Dasar resistor tunggal dan op - amp kapasitor sirkuit pembeda tunggal tidak banyak digunakan untuk mereformasi fungsi matematika Diferensiasi karena dua kesalahan yang melekat disebutkan di atas , " Instabilitas " dan " Kebisingan " . Jadi untuk mengurangi keseluruhan gain loop tertutup dari rangkaian pada frekuensi tinggi , resistor tambahan , Rin ditambahkan ke input seperti yang ditunjukkan di bawah ini .
Peningkatan Op - amp Diferensiator Amplifier Circuit
Peningkatan Op - amp Diferensiator Amplifier Circuit
Menambahkan masukan resistor Rin membatasi peningkatan differentiators laba pada rasio Rƒ / Rin . Sirkuit sekarang bertindak seperti penguat pembeda pada frekuensi rendah dan amplifier dengan umpan balik resistif pada frekuensi tinggi yang memberikan jauh lebih baik suara penolakan . Atenuasi Tambahan frekuensi yang lebih tinggi dicapai dengan menghubungkan kapasitor C1 secara paralel dengan resistor umpan balik pembeda , Rƒ . Hal ini kemudian membentuk dasar dari Active High Pass Filter seperti yang telah kita lihat sebelumnya di bagian filter .
Dasar Op - amp Diferensiator adalah kebalikan dengan yang ada pada Integrator rangkaian penguat operasional yang kita lihat di tutorial sebelumnya . Di sini , posisi kapasitor dan resistor telah terbalik dan sekarang reaktansi , Xc terhubung ke terminal input dari penguat pembalik sementara resistor , Rƒ membentuk elemen umpan balik negatif di penguat operasional seperti biasa .
Sirkuit ini melakukan operasi matematika Diferensiasi , yang itu " menghasilkan tegangan output yang berbanding lurus dengan tegangan input yang rate-of - perubahan terhadap waktu " . Dengan kata lain yang lebih cepat atau lebih besar perubahan sinyal tegangan input , semakin besar arus masukan , semakin besar akan perubahan tegangan output sebagai tanggapan , menjadi lebih dari "spike " dalam bentuk.
Seperti dengan rangkaian integrator , kita memiliki sebuah resistor dan kapasitor membentuk Jaringan RC di seluruh penguat operasional dan reaktansi ( Xc ) dari kapasitor memainkan peran utama dalam kinerja Op - amp Diferensiator .
Op- amp Diferensiator Circuit
Op- amp Diferensiator Amplifier
Sinyal input untuk pembeda diterapkan pada kapasitor . Kapasitor blok konten DC sehingga tidak ada arus ke titik penjumlahan penguat , X menghasilkan nol tegangan output . Kapasitor hanya memungkinkan AC jenis perubahan tegangan input melewati dan yang frekuensi tergantung pada tingkat perubahan dari sinyal input .
Pada frekuensi rendah reaktansi dari kapasitor adalah " Tinggi " menghasilkan keuntungan rendah ( Rƒ / Xc ) dan tegangan output yang rendah dari op - amp . Pada frekuensi tinggi reaktansi dari kapasitor adalah jauh lebih rendah dihasilkan dalam keuntungan yang lebih tinggi dan tegangan output yang lebih tinggi dari penguat pembeda .
Namun , pada frekuensi tinggi sirkuit pembeda op - amp menjadi tidak stabil dan akan mulai terombang-ambing . Hal ini terutama disebabkan oleh efek urutan pertama , yang menentukan respons frekuensi dari rangkaian op - amp menyebabkan respon orde kedua yang , pada frekuensi tinggi memberikan tegangan output jauh lebih tinggi dari apa yang diharapkan . Untuk menghindari hal ini gain frekuensi tinggi sirkuit perlu dikurangi dengan menambahkan nilai tambahan kecil kapasitor di resistor umpan balik Rƒ .
Ok , beberapa matematika yang menjelaskan apa yang terjadi ! . Karena node tegangan dari penguat operasional pada terminal masukan pembalik adalah nol , arus , i mengalir melalui kapasitor akan diberikan sebagai :
Op- amp Gain Persamaan
Muatan pada kapasitor sama Kapasitansi x Tegangan di kapasitor
Mengisi Capacitor
Laju perubahan biaya ini
laju perubahan
tapi dQ / dt adalah arus kapasitor i
tingkat biaya
dari mana kita memiliki output tegangan yang ideal untuk op - amp pembeda diberikan sebagai :
pembeda Tegangan
Oleh karena itu , tegangan keluaran Vout adalah kali konstan Rƒ.C turunan dari tegangan input Vin terhadap waktu . Tanda minus menunjukkan pergeseran fasa 180o karena sinyal input terhubung ke terminal masukan pembalik dari penguat operasional .
Satu titik terakhir menyebutkan , rangkaian Diferensiator Op -amp dalam bentuk dasarnya memiliki dua kelemahan utama dibandingkan dengan rangkaian integrator sebelumnya. Satu adalah bahwa ia menderita ketidakstabilan pada frekuensi tinggi seperti disebutkan di atas , dan yang lainnya adalah bahwa input capacitive membuatnya sangat rentan terhadap sinyal random noise dan kebisingan atau harmonik hadir dalam rangkaian sumber akan diperkuat lebih dari sinyal input itu sendiri . Hal ini karena output sebanding dengan kemiringan tegangan input sehingga beberapa cara membatasi bandwidth untuk mencapai stabilitas loop tertutup diperlukan
Op- amp Bentuk gelombang Diferensiator
Jika kita menerapkan sinyal terus berubah seperti jenis sinyal Square- wave , Segitiga atau gelombang sinus ke input dari rangkaian penguat pembeda sinyal output yang dihasilkan akan berubah dan bentuk akhir yang tergantung pada konstanta waktu RC Resistor yang / Capacitor kombinasi.
Output Voltage pembeda
Peningkatan Amplifier Diferensiator Op -amp
Dasar resistor tunggal dan op - amp kapasitor sirkuit pembeda tunggal tidak banyak digunakan untuk mereformasi fungsi matematika Diferensiasi karena dua kesalahan yang melekat disebutkan di atas , " Instabilitas " dan " Kebisingan " . Jadi untuk mengurangi keseluruhan gain loop tertutup dari rangkaian pada frekuensi tinggi , resistor tambahan , Rin ditambahkan ke input seperti yang ditunjukkan di bawah ini .
Peningkatan Op - amp Diferensiator Amplifier Circuit
Peningkatan Op - amp Diferensiator Amplifier Circuit
Menambahkan masukan resistor Rin membatasi peningkatan differentiators laba pada rasio Rƒ / Rin . Sirkuit sekarang bertindak seperti penguat pembeda pada frekuensi rendah dan amplifier dengan umpan balik resistif pada frekuensi tinggi yang memberikan jauh lebih baik suara penolakan . Atenuasi Tambahan frekuensi yang lebih tinggi dicapai dengan menghubungkan kapasitor C1 secara paralel dengan resistor umpan balik pembeda , Rƒ . Hal ini kemudian membentuk dasar dari Active High Pass Filter seperti yang telah kita lihat sebelumnya di bagian filter .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar