So beenden Sie eine nicht verwendete Operation ordnungsgemäß

Ein Operationsverstärker spielt eine sehr wichtige Rolle beim Entwurf von Schaltungen mit analogen Komponenten. Bei der Implementierung solcher auf Operationsverstärkern basierenden Schaltungen gibt es jedoch Situationen, in denen ein oder mehrere Operationsverstärker nicht verwendet werden. Dies führt zu unerwünschtem Verhalten bei einem oder allen dieser nicht verwendeten Operationsverstärker, wodurch die Gesamtsystemleistung beeinträchtigt wird.

Um diese Art von unerwünschtem Verhalten zu vermeiden, müssen die nicht verwendeten Operationsverstärker ordnungsgemäß terminiert werden. Andernfalls kann es zu Problemen wie erhöhtem Stromverbrauch und zusätzlichem Rauschen kommen.

In diesem Tutorial werde ich also diskutieren

1. So beenden Sie einen nicht verwendeten Operationsverstärker und seine zusätzlichen Vorteile.
2. Wie ein schlecht konfigurierter Operationsverstärker zu verschiedenen Problemen in der Schaltung führen kann.
3. Und am Ende wird es einen Abschnitt geben, der dem Testen einer praktischen Schaltung gewidmet ist.

Also, ohne weiteres, fangen wir an.

Was beendet einen Operationsverstärker?

Wenn Sie nach Beendigung der Laufzeit darüber nachdenken, den Operationsverstärker zu töten, lassen Sie mich Ihnen sagen, dass dies nicht der Fall ist. Durch das Beenden eines Operationsverstärkers wollte ich einen Operationsverstärker so konfigurieren, dass das Gerät stabil arbeitet.

Warum ist es wichtig, einen Operationsverstärker zu beenden?

• Wenn nicht verwendete Operationsverstärker-Pins frei bleiben, entstehen unerwartete Spannungsverschiebungen, die zu unerwartetem Verhalten in der Schaltung führen können.
• Mit einer geeigneten Konfiguration kann das RFI-Rauschen drastisch reduziert werden.
• Der Stromverbrauch und die Verlustleistung im IC können ebenfalls minimiert werden.

Welche Parameter sollten berücksichtigt werden?

Eingangsgleichtaktspannungsbereich: Wenn Sie den Eingangsgleichtakt überschreiten, wird der Eingangsbereich des Operationsverstärkers beschädigt.

Eingangsdifferenzspannungsbereich: Dies ist der maximale Spannungsbereich, der zwischen den nicht invertierenden und den invertierenden Eingangspins angelegt werden kann. Das Überschreiten dieser Bereiche kann auch den Eingangsbereich des Operationsverstärkers beschädigen.

Ausgangssättigung: Die Ausgangssättigung tritt auf, wenn der Ausgang des Operationsverstärkers in der Nähe der Versorgungsschienen angesteuert wird und ein gesättigter Operationsverstärker immer mehr Strom zieht und im Vergleich zu einem ungesättigten Operationsverstärker mehr Leistung verbraucht.

Um Ausgangssättigung und EOS zu vermeiden, müssen wir den Ausgangsschwung so weit wie möglich begrenzen. Eine niedrigere Verstärkungseinstellung kann die Ausgangssättigung verhindern.

Open-Loop-Verstärkung: Da jeder Operationsverstärker eine sehr große Open-Loop-Verstärkung hat, ist es wichtig, die Schleife zu schließen.

Negatives Feedback ist eine sehr einfache und übliche Methode, um eine stabile Ausgabe zu erzielen.

Das sind im Grunde alle Parameter, die Sie berücksichtigen müssen, bevor Sie den Operationsverstärker konfigurieren.

Schaltung testen

Um die Schaltung zu testen, werden wir den beliebten Instrumentenverstärker- IC OPA2134 von Texas Instruments verwenden. Vorher wollen wir uns jedoch einige der oben genannten Parameter ansehen, die wir berücksichtigen müssen.

Schauen wir uns einige der Eingangsspezifikationen dieses Operationsverstärkers an:

Die Tabelle im Datenblatt zeigt die absolute maximale Nennleistung des Operationsverstärkers. Innerhalb der Tabelle ist der Eingangsspannungsbereich (V -) - 0,7 (V +) + 0,7 angegeben. Diese Bewertung ist der maximale Eingangsspannungsbereich für den Nicht- invertierend und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers, der nicht überschritten werden darf.

Nachdem das geklärt ist, schauen wir uns unsere erste Testschaltung an.

Zum Testen der Schaltung verwende ich mein Meco 450B + Mustimeter und Meco 108B + Mustimeter. Hier misst der Meco 450B + Mustimer den Strom und das Meco 108B + Mustimeter misst die Ausgangsspannung.

Die obige Abbildung zeigt Ihnen die erste Testschaltung, die ich testen werde. Aber zuerst schauen wir uns an, wie viel Strom der Operationsverstärker verbraucht, wenn er einfach eingeschaltet wird.

Wie Sie auf dem obigen Bild sehen können, sind es ungefähr 5,23 mA

Erste Konfiguration:

Da ich die Dual-Operationsverstärker-Version dieses ICs verwende, habe ich einen dieser Verstärker als nicht invertierenden Verstärker mit einer Verstärkung von einem konfiguriert, und der andere Pin der Schaltung schwebt. Mal sehen, wie viel Strom er zieht.

Wie Sie sehen können, zieht der Operationsverstärker etwa 18,6 mA Strom.

In der ersten Operationsverstärkerkonfiguration ist der nicht invertierende und der invertierende Anschluss des Operationsverstärkers mit Masse verbunden und der Ausgang bleibt schwebend.

Nach der Konfiguration ist mein Meco 108B + Mustimeter an den Ausgang angeschlossen, der die Spannung anzeigt, und mein Meco 450B + ist in Reihe geschaltet, um den Strom anzuzeigen. Wie Sie auf dem obigen Bild sehen können, ist der Ausgang hoch und der Operationsverstärker ist jetzt gesättigt Zustand, so dass es mehr Macht verbraucht.

Dies ist der Fall für diesen speziellen Operationsverstärker in meinem Steckbrett mit anderen Operationsverstärkern. Möglicherweise ist der Ausgang des Operationsverstärkers aufgrund der Eingangsoffsetspannung des Operationsverstärkers niedrig. In einigen Fällen springt der Ausgang hoch und fällt dann auf niedrig.

Bei anderen Instrumentenverstärkern mit sehr hoher Präzision wird diese Konfiguration mit Sicherheit den Gleichtaktbereich des Eingangs verletzen, sodass die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass der Eingangsbereich beschädigt wird.

Zweite Konfiguration:

Die obige Konfiguration ist die zweithäufigste Konfiguration, die Sie im Internet finden können.

Die praktische Ausgabe dieser Schaltung ist oben gezeigt.

Wie Sie in dieser Konfiguration sehen können, befindet sich der Operationsverstärker ebenfalls in einem gesättigten Zustand und zieht Strom wie der erste. In einigen Fällen kann es vorkommen, dass der Operationsverstärker Hunderte von mA Strom verbraucht, da der Operationsverstärker den Gleichtaktspannungsbereich des Eingangs für beide Eingänge verletzt.

Dritte Konfiguration:

Mit der zweiten Konfiguration haben wir unsere letzte Konfiguration.

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In der obigen Abbildung ist die letzte Konfiguration dargestellt. In dieser Konfiguration ist der nicht invertierende Anschluss mit einem Spannungsteiler verbunden, und der Operationsverstärker selbst ist als Spannungsfolger konfiguriert. Die praktische Ausgabe ist unten gezeigt:

In dieser Konfiguration können Sie sehen, dass die Ausgangsspannung zwischen der Versorgungsspannung liegt, sodass diese Konfiguration sicherstellt, dass die Eingangsversorgung unter den Gleichtaktspannungsbereich fällt.

Obwohl der Stromverbrauch für diesen speziellen Operationsverstärker höher ist, ist es mit dieser Konfiguration möglich, alle im Datenblatt angegebenen empfohlenen Hauptbetriebsbedingungen zu erfüllen.

• Der Operationsverstärker ist stabil mit einer geringen Verstärkung
• Wir haben die im Datenblatt empfohlene Eingabespezifikation erfolgreich erfüllt
• Die Ausgangsspannung ist nicht gesättigt
• Stromverbrauch und Strom sind ebenfalls stabil

Wenn Sie mehr über dieses Thema erfahren möchten, gibt es eine großartige Dokumentation von Taxus Instruments und Maxim Integrated.

Ich hoffe, Ihnen hat dieser Artikel gefallen und Sie haben etwas Neues daraus gelernt. Wenn Sie Zweifel haben, können Sie in den Kommentaren unten nachfragen oder unsere Foren für detaillierte Diskussionen nutzen.