연산 증폭기 빌딩 블록

연산 증폭기 빌딩 블록

연산 증폭기는 DC에서 수십 메가헤르츠까지 신호를 증폭하는 데 사용되며 다양한 연산 증폭기 구성에서 이를 수행할 수 있습니다.

우리는 저항을 기본 연산 증폭기에 연결하여 각각의 이득과 함께 다양한 반전 및 비반전 출력 및 구성을 생성할 수 있다는 것을 확인했습니다. 따라서 모두가 좀 더 쉽게 작업할 수 있도록 다양한 전자 회로와 필터를 만드는 데 사용할 수 있는 "기본" 연산 증폭기 구성 요소 목록은 다음과 같습니다.

전압 추종자

버퍼라고도 하는 전압 팔로어는 입력 신호를 증폭하거나 반전시키지 않고 대신 두 회로 사이를 분리합니다. 입력 임피던스는 매우 높지만 출력 임피던스는 낮아 회로 내의 부하 효과를 방지합니다. 출력이 입력 중 하나에 직접 다시 연결되므로 버퍼의 전체 이득은 +1 이고 Vout = Vin 입니다 .

전압 팔로워 연산 증폭기 회로

 

연산 증폭기 인버터

반전 버퍼라고도 하는 인버터는 이전 전압 팔로워와 반대입니다. 두 저항이 동일하면 인버터는 증폭하지 않지만 입력 신호를 반전시킵니다. 입력 임피던스는 R 과 같고 이득은 -1 이므로 Vout = -Vin 입니다 .

 

기본 연산 증폭기 빌딩 블록 반전 증폭기

 

비반전 증폭기

비반전 증폭기는 입력 신호를 반전하거나 반전 신호를 생성하지 않고 대신 (RA + RB)/RB 또는 일반적으로 1+(RA/RB) 비율로 증폭합니다 . 입력 신호는 비반전( + ) 입력에 연결됩니다.

기본 연산 증폭기 빌딩 블록 비반전 증폭기

 

반전 증폭기

반전 증폭기는 -RA/RB 비율로 입력 신호를 반전시키고 증폭시킵니다 . 증폭기의 이득은 피드백 저항 RA를 사용하여 네거티브 피드백에 의해 제어되고 입력 신호는 반전( - ) 입력에 공급됩니다.

반전 연산 증폭기 회로

 

브리지 앰프

위의 반전 및 비반전 증폭기 회로를 함께 연결하여 브리지 증폭기 구성을 형성할 수 있습니다. 입력 신호는 두 출력 사이에 떠 있는 부하 저항 R L 에서 취해지는 출력 전압 신호를 통해 두 연산 증폭기에 공통입니다.

두 연산 증폭기 이득 A 1 과 A 2 의 크기 가 서로 같으면 출력 신호는 사실상 두 개별 증폭기 이득의 조합이므로 두 배가 됩니다.

연산 증폭기 빌딩 블록 브리지 회로

 

전압 가산기

합산 증폭기라고도 하는 가산기는 입력 전압 V1 과 V2 의 합에 비례하는 반전된 출력 전압을 생성합니다 . 더 많은 입력을 합산할 수 있습니다. 입력 저항의 값이 동일한 경우( R1 = R2 = R ) 합산된 출력 전압은 주어진 것과 같으며 이득은 +1 입니다 . 입력 저항이 동일하지 않으면 출력 전압은 가중 합계이며 다음과 같습니다.

V OUT = –(V 1 (RA / R 1 ) + V 2 (RA / R 2 ) + 등)

연산 증폭기 빌딩 블록 전압 가산기

 

전압 감산기

감산기는 차동 증폭기라고도 하며 반전 입력과 비반전 입력을 모두 사용하여 두 입력 전압 V1 과 V2 사이의 차이인 출력 신호를 생성하여 하나의 신호를 다른 신호에서 뺄 수 있습니다. 필요한 경우 더 많은 입력을 추가하여 뺄 수 있습니다.

 

저항이 동일하면( R = R3 및 RA = R4 ) 출력 전압은 주어진 것과 같으며 전압 이득은 +1 입니다 . 입력 저항이 동일하지 않으면 회로는 V1이 V2 보다 높을 때 음의 출력을 생성하고 V1이 V2 보다 낮을 때 양의 출력을 생성하는 차동 증폭기가 됩니다 .

연산 증폭기 빌딩 블록 전압 감산기

 

연산 증폭기 비교기

비교기의 용도는 다양하지만 가장 일반적인 용도는 입력 전압을 기준 전압과 비교하고 입력 전압이 기준 전압보다 높으면 출력을 전환하는 것입니다. 입력이 전압 분배기에 의해 설정된 기준 전압( Vin > Vref) 보다 더 양의 값으로 변하면 출력 상태가 변경됩니다.

입력 전압이 미리 설정된 기준 전압 아래로 떨어지고 Vin < Vref 이면 출력이 다시 전환됩니다. 포지티브 피드백을 사용하면 기본 비교기 회로를 슈미트 트리거로 쉽게 변환하여 스위칭 지점 주변의 진동을 줄일 수 있습니다.

연산 증폭기 빌딩 블록 비교기 회로

 

다음은 전자 회로에서 사용할 수 있는 이 섹션에서 논의된 보다 일반적이고 기본적인 연산 증폭기 구성 요소 중 일부입니다. 위의 모든 회로는 유명한 741 연산 증폭기를 포함한 다양한 연산 증폭기를 사용하여 구성할 수 있습니다. 기본 연산 증폭기 구성 요소에 대한 이 짧은 튜토리얼이 다양한 기본 연산 증폭기 회로 구성을 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다.