OP727ARZ, 2-х канальный, прецизионный, микромощный операционный усилитель с однополярным питанием [SO-8], Analog Devices

Магазин электронных компонентов

Корзина ждет
Выберите любое предложение

• Главная
• О нас
• Доставка
• Оплата
• Контакты

Каталог предложений

• AC-DC Преобразователи, Off-Line коммутаторы
• DC-DC Преобразователи
• АЦП
• ИМС для бытовой РЭА
• ИМС для обработки видео изображений
• ИМС для телекоммуникации
• ИМС для телефонии
• ИМС программируемой логики
• ИМС стандартной логики
• Интерфейсы RS-232
• Интерфейсы датчиков и детекторов
• Интерфейсы прочие
• Источники опорного напряжения
• Кодеки интерфейсов
• Коммутационные контроллеры
• Компараторы
• Контроллеры Capacitive Touch, Proximity
• Контроллеры балластов ламп (Контроллеры освещения)
• Контроллеры и мониторы питания
• Контроллеры интерфейсов
• Контроллеры коррекции коэффициента мощности (Контроллеры PFC)
• Логические — FIFO память
• Логические — Буферы, Драйверы, Приемники, Трансиверы
• Логические — Вентили и Инверторы
• Логические — Генераторы и устройства проверки четности
• Логические — Компараторы
• Логические — Мультивибраторы
• Логические — Переключатели сигнала, Мультиплексоры, Декодеры
• Логические — Преобразователи уровня
• Логические — Регистры сдвига
• Логические — Регистры-защелки
• Логические — Счетчики, Делители
• Логические — Триггеры
• Микроконтроллеры
• Микропроцессорные схемы
• Микросхемы Analog Front End (AFE)
• Микросхемы для ремонта ноутбуков
• Микросхемы заряда и мониторинга батарей
• Микросхемы счетчики
• Мультиплексоры
• Переключатели распределения питания, драйверы нагрузки
• Преобразователи сигналов
• Программируемые таймеры и генераторы
• Прочие микросхемы импортные
• Радиочастотные приемопередатчики
• Расширители портов ввода-вывода
• Синтезаторы звуковых мелодий
• Специализированные микроконтроллеры
• Стабилизаторы напряжения и тока
• Супервизоры
• Счетчики электроэнергии
• Тактовые буферы, драйверы
• Тактовые генераторы, системы ФАПЧ, синтезаторы частот
• Усилители низкой частоты
• Усилители прочие
• Усилители считывания тока
• Усилители – Инструментальные, Операционные, Буферные
• Устройства управления источниками питания
• Фильтры
• ЦАП
• Цифровые вычислительные синтезаторы (DDS)
• Цифровые потенциометры
• Цифровые сигнальные процессоры (DSP)
• Часы реального времени, таймеры
• ШИМ-контроллеры

1. Главная
2. Усилители – Инструментальные, Операционные, Буферные

• 660
• Скидка 28%

x 475 руб

• Информация

Усилитель общего назначения, 2 схемы, Rail-to-Rail 8-SOIC

Тип усилителя	Общего применения
Кол-во каналов	2
Тип выхода	Rail-to-Rail
Скорость нарастания выходного сигнала, В/мкс	0. 2
Частота единичного усиления, МГц	0.7
Токовое смещение на входе, нА	5
Напряжение смещения на входе, мкВ	30
Ток собственного потребления, мА	0.32
Выходной ток на канал, мА	30
Напряжение питания однополярное(+)/двуполярное (±), В	+2.7…30, ±1.35…15
Рабочая температура, °C	-40…+85
Корпус	soic-8(0.154 inch)
Вес, г	0.15

• AD8138ARMZ
• AD8542ARZ-REEL7, Операционный усилитель 2-канальный, Rail-to-Rail [SOIC-8]

---

Основные страницы

Контактная информация

---

Магазин электронных компонентов © 2014 — 2023
ООО «Импульс».

Данный информационный ресурс не является публичной офертой. Наличие и стоимость товаров уточняйте по телефону. Производители оставляют за собой право изменять технические характеристики и внешний вид товаров без предварительного уведомления.

Мостовые усилители для приложений с однополярным источником питания

Добавлено 19 декабря 2019 в 19:40

В данной статье описывается схема мостового усилителя и объясняется, почему она особенно удобна, когда у вас нет источника отрицательного напряжения.

Вспомогательная информация

• Введение в операционные усилители

Почему однополярный источник питания?

Существует несколько различных терминов, используемых для обозначения системы, в которой разработчик имеет доступ к шинам положительного и отрицательного напряжения: двуполярное, симметричное, с двойным источником питания, с раздельными источниками питания. Как бы вы ни хотели их назвать, они мне нравятся; аналоговые схемы являются более простыми и (на мой взгляд) более математически связными, когда уровень сигнала может опускаться фактически ниже уровня земли.

Однако неизбежный факт заключается в том, что система с двойным источником питания обычно является персоной нон-грата в мире современной электроники. Причина этого достаточно проста: для создания источника отрицательного напряжения требуются дополнительные схемы, что означает больше времени проектирования, более высокую стоимость и большие размеры печатной платы; таким образом, если системные требования могут быть каким-то образом выполнены без обращения к отрицательной шине питания, тем лучше. Альтернативой дополнительной схеме является вторая батарея; помимо того, что этот подход применим только к оборудованию с питанием от батарей, он всё же увеличивает стоимость и громоздкость, которые могут быть устранены с помощью продуманной схемы с однополярным источником питания.

Примечание. Не существует закона, утверждающего, что система с двойным источником питания должна иметь положительное и отрицательное напряжения питания, которые равны по величине (то есть симметричны). Однако симметричные источники питания являются нормой для схем усилителей, и обсуждение систем с двойными источниками питания или с раздельными источниками питания может включать предположение, что напряжения питания являются симметричными.

Мостовой усилитель

Одной вещью, которая может быть трудной в среде с однополярным источником питания, является формирование выходных сигналов переменного тока высокой мощности. Давайте посмотрим на схему, которая может помочь с этой задачей:

Рисунок 1 – Мостовой усилитель

Как видите, входной сигнал подается на две схемы на операционных усилителях, одна неинвертирующая, другая инвертирующая; резисторы выбираются таким образом, чтобы оба усилителя имели одинаковую величину коэффициента усиления. Нагрузка подключена между выходами двух усилителей; обратите внимание, что нагрузка «плавающая», то есть она не имеет прямого соединения с узлом земли. Как вы, наверное, уже поняли, мостовой усилитель приводит к увеличению напряжения на нагрузке в два раза:

Рисунок 2 – Мостовой усилитель приводит к увеличению напряжения на нагрузке в два раза

Показанный здесь стандартный мостовой усилитель не является схемой с однополярным источником питания. Оба операционных усилителя имеют входной вывод, который привязан к земле; таким образом, входной синусоидальный сигнал с привязкой к земле потребовал бы от обоих операционных усилителей формирование отрицательных выходных напряжений, и это, конечно, совершенно невозможно, когда вывод отрицательного питания операционного усилителя подключен к земле.

Версия с однополярным источником питания

Следующая схема адаптирует схему мостового усилителя к использованию однополярного источника питания:

Рисунок 3 – Мостовой усилитель с однополярным питанием

Важная особенность схемы на операционном усилителе с однополярным источником питания – это напряжение смещения, которое задает опорный уровень, равный половине напряжения питания (так же, как потенциал земли служит в качестве опорного уровня среднего напряжения питания в системах с двойным источником питания). Напряжение смещения не обязательно должно быть равно половине напряжения питания, но оно обычно выбирается таким при работе с синусоидальными сигналами, поскольку смещение, равное половине напряжения питания гарантирует, что выходной сигнал имеет одинаковые возможности раскачиваться и в «положительную», и в «отрицательную» стороны («положительная» значит выше напряжения смещения, а «отрицательная» значит ниже напряжения смещения).

Существуют различные способы смещения в схемах на операционном усилителе с однополярным источником питания. На мой взгляд, самый простой подход показан на схеме, приведенной выше: вы конфигурируете схему как инвертирующий усилитель и прикладываете V_смещ к положительному входу. Вот почему мостовой усилитель с однополярным источником питания использует два инвертирующих усилителя, тогда как стандартный мостовой усилитель использует неинвертирующий усилитель и инвертирующий усилитель.

Смещение неинвертирующего усилителя неудобно – независимо от того, применяете ли вы смещение к положительному или отрицательному входу, взаимосвязь между напряжением смещения и выходным напряжением является более сложной по сравнению с инвертирующей схемой. Кроме того, если для формирования напряжения смещения вы используете резистивный делитель, резисторы в неинвертирующем усилителе взаимодействуют с резисторами в делителе и тем самым делают вашу жизнь еще более сложной, чем она уже есть. Инвертирующая схема позволяет подключать напряжение смещения непосредственно к высокоимпедансному входному выводу операционного усилителя, и, таким образом, вы можете использовать резистивный делитель без опасений:

Рисунок 4 – Организация смещения в мостовой схеме с однополярным питанием

Наконец, вы, вероятно, заметили, что на вход одного из операционных усилителей подается не сам входной сигнал, а выходной сигнал другого операционного усилителя. 2 \times \frac{1}{R}\]

Таким образом, мощность пропорциональна квадрату пикового напряжения. Мостовая схема удваивает напряжение на нагрузке; следовательно, она обеспечивает увеличение мощности, передаваемой нагрузке, в четыре раза. Возможно, вы задаетесь вопросом – почему мы не можем просто использовать один операционный усилитель и увеличить коэффициент усиления, чтобы получить большее напряжение? Зачем беспокоиться о мостовой схеме? Это хорошие вопросы, и ответ на них следующий: мостовой усилитель обеспечивает P_нагр, превышающую в четыре раза максимальную мощность, которую вы можете достичь при заданном напряжении питания. Другими словами, мостовой усилитель особенно полезен, когда вы пытаетесь получить как можно больше мощности от вашей шины питания.

В этот век низковольтных систем вы можете обнаружить, что напряжение питания является ограничивающим фактором того, какую мощность вы можете подавать на нагрузку. Предположим, что сопротивление нагрузки является фиксированным, поэтому вы не можете увеличить мощность, уменьшив R_нагр, и давайте также предположим, что у вас имеется достаточный уровень тока, доступный от вашего источника питания. В этом случае ваш источник питания 3,3 В сдерживает вас – вы могли бы легко подать больше мощности, если бы у вас было немного большее напряжение питания. Ну, вот тут-то и появляется мостовой усилитель: та же шина напряжения, но в четыре раза большая мощность.

Не требуется конденсатор связи

Моя любимая особенность мостового усилителя заключается в том, что он позволяет устранить постоянное напряжение смещения без устранения постоянного напряжения смещения… или что-то типа того. Допустим, у вас есть динамик, который вам необходимо подключить к вашей схеме с однополярным источником питания. Все аудиосигналы имеют смещение по постоянному напряжению, которое удерживает отрицательные участки синусоиды выше уровня земли. Но сигнал, который мы посылаем на динамик, должен быть чистым переменным напряжением; постоянное напряжение смещения в аудиосигнале уменьшает динамический диапазон и способствует искажению. Эта проблема часто решается с помощью конденсатора, блокирующего постоянный ток (также называемого разделительного конденсатора), но у этого подхода есть недостатки: во-первых, конденсатор может быть достаточно большим (часто сотни микрофарад), чтобы избежать ослабления низкочастотных составляющих сигнала; во-вторых, вам нужно беспокоиться о переходных эффектах, связанных с зарядом или разрядом разделительного конденсатора, таких как артефакты типа «щелчков» и «хлопков», которые мешают воспроизведению звука.

К счастью, если у вас есть мостовой усилитель, то отпадает необходимость в разделительном конденсаторе. Дополнительная особенность инвертированных и неинвертированных сигналов такова, что постоянное напряжение смещения одного сигнала может компенсировать постоянное напряжение смещения другого:

Рисунок 5 – Компенсация напряжения смещения

Заключение

Мы рассмотрели стандартный мостовой усилитель, а также вариант, совместимый с однополярным источником питания, и обсудили два основных преимущества, предлагаемых мостовой схемой. Как один из моих профессоров однажды сказал в связи с какой-то математической концепцией, которую я не могу вспомнить, сложите ее и держите в кармане; мостовой усилитель может оказаться весьма полезным, когда вам будет необходимо подавать значительный уровень мощности сигнала переменного напряжения от низковольтной системы или системы с однополярным источником питания.

Оригинал статьи:

• Robert Keim. Bridge Amplifiers for Single-Supply Applications

Теги

Аудиосистема с однополярным источником питанияАудиоусилительМостовой усилительНапряжение смещенияНапряжение смещения операционного усилителяОперационный усилитель с однополярным источником питанияОУ (операционный усилитель)Системы с однополярным источником питанияУсилитель

Неинвертирующий усилитель с однополярным питанием на операционном усилителе

\$\начало группы\$

Я работаю над созданием гитарной педали эффектов дисторшн для урока аналоговой электроники, который я посещаю.

Я изо всех сил пытаюсь построить схему усиления с использованием операционного усилителя (мы только начали узнавать о них), и я надеюсь, что смогу получить несколько советов. Гитарные педали обычно работают от одного источника питания 9 В. Это схема, которую я пытался собрать сегодня в лаборатории , однако это не дало никакого результата.

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

В частности, мне интересно, нужно ли мне смещать неинвертирующий вход на 4,5 В, и даст ли эта схема желаемое усиление +10, если я правильно построю. Это не тот конкретный операционный усилитель, который я буду использовать, я еще не уверен, какой буду использовать, я еще не зашел так далеко.

• операционный усилитель
• усилитель
• коэффициент усиления
• операционный усилитель с однополярным питанием
• гитара-педаль

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Ваша схема должна быть следующей:

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

к ненулевому напряжению — в идеале к Vcc/2, как на вашей схеме, чтобы усиленный сигнал мог колебаться одинаково.

Теперь давайте посмотрим на конденсаторы в пунктирных прямоугольниках:

• Если не поставить C2, смещение по постоянному току также умножится на 11. Таким образом, выход будет насыщаться, и вы никогда не получите усиленный сигнал с выхода. Поскольку C2 будет разомкнут по постоянному току, чистый коэффициент усиления по постоянному току будет равен единице. Таким образом, смещение постоянного тока будет умножено на 1. Таким образом, усиленный сигнал будет иметь смещение Vcc/2 вместо 11 x Vcc/2.

• C3 — это просто конденсатор блокировки постоянного тока. Он удаляет смещение постоянного тока, поэтому вы можете получить только усиленный сигнал переменного тока.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Поскольку у вас есть конфигурация операционного усилителя с одним источником питания, вам также потребуется сместить инвертирующий вход вашего операционного усилителя на +4,5 В (куда вы подключили R3?)

Коэффициент усиления будет (R3+R4) /R3, что равно +11 для номиналов резисторов, показанных здесь.

Возможно, вы также захотите использовать «накопительный конденсатор». (Это кратковременный источник энергии для вашего операционного усилителя.)

\$\конечная группа\$

0

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

Усилители

Что означают «rail-to-rail» и однополярное питание?

10 октября 2017 г. Джанет Хит

Применительно к аналоговым сигналам «рельс» — это граница, внутри которой должен работать сигнал. Долгое время операционные усилители требовали противоположных, но одинаковых источников напряжения. Если вы видите операционный усилитель с двойным питанием или двойным напряжением, это означает, что усилитель питается от двух напряжений питания; абсолютные уровни напряжения питания одинаковы, за исключением того, что одно отрицательное и колеблется ниже 0 В, а другое напряжение питания положительное и колеблется выше 0 В. Операционные усилители с однополярным питанием появились позже и более удобны тем, что только один для их питания требуется напряжение.

Рельсы относятся к уровням напряжения питания. Верхняя планка на выходе напряжения операционного усилителя относится к самому высокому уровню напряжения, которого он может достичь, который ограничен напряжением питания, питающим операционный усилитель. «Rail-to-rail» означает, что сигнал колеблется до уровня напряжения питания как на положительной, так и на отрицательной шинах. Но так ли это? Не совсем. Только система без трения могла бы получать энергию, воздействовать на нее для выполнения некоторой работы, а затем получать на выходе тот же уровень энергии, который был вложен. чертовски близко». В некоторых рекламных объявлениях говорится, что они выходят «за пределы рельсов», но выход за пределы рельсов обычно означает обрезание сигнала. Максимальное размах выходного напряжения от пика до пика соответствует тому, при котором форма сигнала не обрезается по отношению к заданному уровню.

Рис. 1: В этом примере верхняя шина — это напряжение питания, VDD. Напор 300 мВ, нижняя шина заземлена. Если операционный усилитель действительно является рельсовым, то отсечения (темно-красные линии) не будет происходить при напряжении 4,4 В. (Источник: Texas Instruments)

Некоторые часто используемые термины: ввод/вывод «rail-to-rail» (RRIO). и железнодорожный выход (RRO). Если операционный усилитель может управлять RRO, это означает, что у вас есть хороший динамический диапазон для работы с сигналом. Родственный термин, запас по высоте, является мерой того, насколько близко сигнал подходит к рельсам. Расстояние от рельса до пикового выходного сигнала напряжения является запасом. Запас 0,3 В при напряжении питания 3,3 В означает, что ваш сигнал может достигать +/- 3,0 В без искажений (запас относится как к положительным, так и к отрицательным шинам питания). Свободный запас увеличивается по мере увеличения выходного тока.

Рис. 2. Еще один крупный план формы сигнала рядом с верхней направляющей показывает, что отсечение может произойти, когда выходной сигнал приближается к пределам своего динамического диапазона. VDD — это напряжение питания усилителя, определяющее шину. (Источник: Microchip)

Давайте рассмотрим гипотетический пример. Любой аналоговый сигнал, измеряемый в уровнях напряжения, имеет ограниченное пространство для работы, если напряжение питания составляет всего +/-3,3 В (при общем размахе выходного сигнала 6,6 В). Допустим, у операционного усилителя , а не RRO, и максимальный уровень напряжения на выходе операционного усилителя составляет 3,0 В. Шумов трудно избежать, поэтому давайте будем реалистами и предположим, что шум зависит от аналогового сигнала. добавление или вычитание +/-0,4 В к истинному сигналу. (Истинный сигнал — это тот, который вы обработали на бумаге или в компьютерной симуляции в чистом, свободном от шума мире.)

Таким образом, при напряжении питания 3,3 В вы теряете 0,3 В динамического диапазона, потому что мы не живем в мире без трения. Электроны теряют энергию, когда они движутся по цепям для выполнения работы, а энергия теряется из-за тепла и так далее. Теперь предположим, что вы установили триггер тревоги на срабатывание, если сигнал достигает 2,9 В. Ваш триггер может срабатывать, когда на вашем аналоговом выходе фактически всего 2,5 В, потому что к сигналу добавляется пиковое напряжение шума +0,4 В, который триггер видит как 3,0 В, выходящие из операционного усилителя. Система не может отличить шум от сигнала, поэтому она видит 2,5 В + 0,4 В = 2,9.V и отпускает курок. С другой стороны, шум может вызвать отрицательное падение выходного сигнала, из-за чего триггер не сработает, когда предполагалось (или, возможно, никогда), потому что при 2,9–0,4 В сигнал воспринимается как достигающий не более +2,5 В. .

Усилитель RRO должен обеспечивать почти полный диапазон, ограниченный напряжением питания (Vs). При Vs, равном 6,6 В, на положительной шине будет +3,3 В, на отрицательной — -3,3 В, а если операционный усилитель имеет линейное напряжение, выходное напряжение может фактически быть ограничено на уровне 3,25 В. Таким образом, 0,4 В шум все равно будет, но менее эффективен.

Выше приведены только примеры. Вы должны посмотреть в техпаспорте самое высокое выходное напряжение (V _OH ) и самое низкое выходное напряжение (V _OL ) вашего операционного усилителя RRO, чтобы определить, что вы на самом деле получаете. На рисунке 2 ниже показан раздел таблицы данных Analog Devices для ADA4622; операционный усилитель RRO с однополярным питанием.