연산 증폭기는 아날로그 구성 요소로 회로를 설계 할 때 매우 중요한 역할을합니다. 그러나 이러한 연산 증폭기 기반 회로를 구현하는 동안 하나 이상의 연산 증폭기가 사용되지 않은 상태로 남아있는 상황이 있습니다. 이로 인해 사용되지 않은 연산 증폭기 중 하나 또는 모두에서 바람직하지 않은 동작이 발생하여 전체 시스템 성능에 영향을 미칩니다.
이러한 유형의 원하지 않는 동작을 방지하려면 사용하지 않는 연산 증폭기를 올바르게 종료해야합니다. 그렇지 않으면 전력 소비 증가 및 노이즈 추가와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
그래서이 튜토리얼에서는
- 사용하지 않는 연산 증폭기를 올바르게 종료하는 방법 및 추가 이점.
- 잘못 구성된 연산 증폭기가 회로에서 다양한 문제를 일으킬 수있는 방법.
- 그리고 마지막에는 실제 회로를 테스트하기위한 섹션이있을 것입니다.
따라서 더 이상 고민하지 않고 시작하겠습니다.
연산 증폭기를 종료하는 것은 무엇입니까?
용어 종료를 듣고 연산 증폭기를 죽이는 것에 대해 생각하고 있다면 그게 아니라고 말씀 드리겠습니다. 연산 증폭기를 종료함으로써 장치가 안정적인 방식으로 작동 할 수 있도록 연산 증폭기를 구성하려고했습니다.
연산 증폭기를 종료하는 것이 중요한 이유는 무엇입니까?
- 사용하지 않는 연산 증폭기 핀을 부동 상태로두면 예기치 않은 전압 이동이 발생하여 회로에서 예기치 않은 동작이 발생할 수 있습니다.
- 적절한 구성을 통해 RFI 노이즈를 크게 줄일 수 있습니다.
- IC의 전력 소비 및 전력 손실도 최소화 할 수 있습니다.
어떤 매개 변수를 고려해야합니까?
입력 공통 모드 전압 범위: 입력 공통 모드를 초과하면 연산 증폭기의 입력 섹션이 손상됩니다.
입력 차동 전압 범위: 비 반전 및 반전 입력 핀 사이에 적용될 수있는 최대 전압 범위로 정의됩니다. 이 범위를 초과하면 연산 증폭기의 입력 섹션도 손상 될 수 있습니다.
출력 포화: 출력 포화는 연산 증폭기의 출력이 공급 레일 근처에서 구동 될 때 발생하며 포화 연산 증폭기는 항상 더 많은 전류를 소비하고 불포화 연산 증폭기에 비해 더 많은 전력을 소비합니다.
출력 포화 및 EOS를 방지하려면 출력 스윙을 최대한 제한해야합니다. 더 낮은 게인 설정은 출력 포화를 방지 할 수 있습니다.
개방 루프 이득: 연산 증폭기에는 매우 큰 개방 루프 이득이 있으므로 루프를 닫는 것이 중요합니다.
부정적인 피드백은 안정적인 출력을 얻기위한 매우 쉽고 일반적인 방법입니다.
이것은 기본적으로 연산 증폭기를 구성하기 전에 고려해야하는 모든 매개 변수입니다.
회로 테스트
회로를 테스트하기 위해 Texas Instruments 의 인기있는 OPA2134 계측 증폭기 IC 를 사용할 예정 이지만 그 전에 고려해야 할 위에서 언급 한 몇 가지 매개 변수를 살펴 보겠습니다.
이 연산 증폭기의 입력 사양 중 일부를 살펴 보겠습니다.
데이터 시트의 표는 연산 증폭기의 절대 최대 정격을 보여줍니다. 표 내에서 입력 전압 범위 (V-)-0.7 (V +) + 0.7 이 지정되어 있습니다.이 정격은 비 입력 전압에 대한 최대 입력 전압 범위입니다. 초과해서는 안되는 연산 증폭기의 반전 및 반전 입력.
이제 정리 되었으니 첫 번째 테스트 회로를 살펴 보겠습니다.
회로를 테스트하기 위해 meco 450B + mustimeter와 meco 108B + mustimeter를 사용하고 있습니다. 여기서 meco 450B + mustimer는 전류를 측정하고 meco 108B + mustimeter는 출력 전압을 측정합니다.
위의 그림은 제가 테스트 할 첫 번째 테스트 회로를 보여줍니다. 그러나 먼저 단순히 전원을 켰을 때 연산 증폭기가 소비하는 전류의 양을 살펴 보겠습니다.
위 이미지에서 볼 수 있듯이 약 5.23mA입니다.
첫 번째 구성:
이 IC의 듀얼 연산 증폭기 버전을 사용하고 있기 때문에 그중 하나를 이득이 1 인 비 반전 증폭기로 구성 했고 회로의 다른 핀은 부동 상태이므로 얼마나 많은 전류가 흐르고 있는지 살펴 보겠습니다..
보시다시피 연산 증폭기는 약 18.6mA의 전류를 소비합니다.
첫 번째 연산 증폭기 구성에서 연산 증폭기의 비 반전 및 반전 단자는 접지에 연결되고 출력은 부동 상태로 유지됩니다.
구성이 완료되면 meco 108B + mustimeter가 전압을 보여주는 출력에 연결되고 meco 450B +는 전류를 보여주는 직렬로 연결됩니다. 위 이미지에서 볼 수 있듯이 출력은 높고 연산 증폭기는 이제 포화 상태입니다. 따라서 더 많은 전력을 소비합니다.
이것은 다른 연산 증폭기와 함께 내 브레드 보드에있는이 특정 연산 증폭기의 경우입니다. 연산 증폭기의 입력 오프셋 전압으로 인해 연산 증폭기의 출력이 낮다는 것을 알 수 있습니다. 어떤 경우에는 출력이 높게 점프 한 다음 낮게 내려갑니다.
다른 초정밀 악기 증폭기에서이 구성은 입력 공통 모드 범위를 확실히 위반하므로 입력 섹션이 손상 될 가능성이 높습니다.
두 번째 구성:
위의 구성은 인터넷에서 찾을 수 있는 두 번째로 가장 일반적인 구성 입니다.
이 회로의 실제 출력은 위에 나와 있습니다.
이 구성에서 볼 수 있듯이 op-amp는 포화 상태이며 첫 번째와 같은 전류를 끌어옵니다. 경우에 따라 연산 증폭기가 두 입력 모두에 대한 입력 공통 모드 전압 범위를 위반하기 때문에 연산 증폭기가 수백 mA의 전류를 소모하는 것을 볼 수 있습니다.
세 번째 구성:
두 번째 구성이 완료되면 마지막 구성이 있습니다.
위의 이미지에서 마지막 구성이 표시됩니다.이 구성에서 비 반전 단자는 전압 분배기에 연결되고 연산 증폭기 자체는 전압 팔로워로 구성됩니다. 실제 출력은 다음과 같습니다.
이 구성에서 출력 전압이 공급 전압 사이에 있음을 알 수 있으므로이 구성은 입력 공급이 공통 모드 전압 범위 아래로 떨어지도록합니다.
이 특정 연산 증폭기의 경우 전류 소비가 더 높지만이 구성을 사용하면 데이터 시트에 지정된 모든 주요 권장 작동 조건을 충족 할 수 있습니다.
- 연산 증폭기는 낮은 이득으로 안정적입니다.
- 데이터 시트에서 권장하는 입력 사양을 성공적으로 충족했습니다.
- 출력 전압이 포화되지 않았습니다.
- 전력 소비 및 전력도 안정적입니다.
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