Operatsioonivõimendi

Operatsioonivõimendi tingmärk

Operatsioonivõimendi tingmärk

Operatsioonivõimendi ehk opvõimendi (või opamp) on kahe sisendiga differentsiaalvõimendi. Ehk siis kiip, mis võimendab kahe sisendi erinevust. Algselt kasutati neid analoogarvutites matemaatiliste arvutuste tegemiseks. Tänapäeval tüütute transistorite (kas sai ikka eelpingestatud?) asendamiseks analoogelektroonikas. Üksikuid transistoreid on jätkuvalt vaja näiteks raadiosagedust võimendades või mootoreid juhtides. Täpsete ja aeglaste signaalide jaoks on operatsioonivõimendi ülim.

Operatsioonivõimendil on kaks toiteühendust, kaks sisendit (+ ja -) ning üks väljund. Toimimispõhimõte on väga lihtne: kui + sisendi pinge on kõrgem kui – sisendil tõuseb väljundi pinge. Kui vastupidi – siis väljundpinge langeb. Kui need on täpselt sama suured siis jääb väljundpinge samaks. Väljundpinge muutumise kiirus (slew rate) on väga suur, näiteks LM358 puhul 0,6 V/µs. Seetõttu peab sellega arvestama ainult väga kiire signaalide puhul (nt. raadiosagedus).

Aku tühjenemise hoiatus pingevõrdlejast.

Aku tühjenemise hoiatus pingevõrdlejast.

Kõige lihtsam on operatsioonivõimendit kasutada pingevõrdlejana. Näiteks saab konstrueerida aku pinget pingeregulaatori pingega võrdleva skeemiga, mis annab valgusdioodiga märku kui aku on tühjaks saamas ehk pinge liiga madalaks langeb.

Alumine pingejagur teeb toitepingest 2,5 V, sest operatsioonivõimendi ei tööta oma toitepingest kõrgemate pingete juures. Ülemine pingejagur jagab 2,5 V nii, et 10,75 V akupinge juures on mõlemad sisendid võrdsed. Kui aku pinge langeb kasvõi 0,0001 V madalamaks kui 10,75 V siis läheb valgusdiood põlema ja püsib sellises olekus.

Andurist tulevat pinget 11 korda võimendav pingevõimendi

Andurist tulevat pinget 11 korda võimendav pingevõimendi

Teine lihtne skeem on võimendi. Paremal on anduri sisendpinget 11 korda võimendav mitteinverteeriv võimendi. Ehk siis kui anduri väljundpinge on 0,1 V siis võimendi väljund on 1,1 V. See on äärmiselt kasulik tundlike andurite signaali võimendamiseks enne mikrokontrolleriga mõõtmist.

Mõistmiseks võib mõelda nii, alguses on väljundpinge 0 V ja pingejagur jagab selle ka – sisendisse 0 V peale. Kui nüüd on anduri sisend 0,1 V siis on positiivne sisend kõrgema pingega ja väljund hakkab tõusma. Väljund tõuseb nii kaua kui pingejagur jagab teisse sisendisse ka täpselt 0,1 V. Pingejaguri valemist saame arvutada: Vsisend = Vväljund(R1+R2)/R2. Vsisend = 0,1 V * 11 kΩ / 1kΩ = 1,1 V

One thought on “Operatsioonivõimendi

  1. Pingback: Elektroonika arenduskomplekt | Amatöörrobootika

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>