Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
IGE-XAOIGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Masa pozorna wirtualna we wzmacniaczu operacyjnym

22 Sie 2006 00:03 19886 13
  • Poziom 15  
    Co to jest masa pozorna lub też masa wirtualna we wzmacniaczu operacyjnym ? Czytałem o wzmacniaczach różnych i takie tam terminy spotkałem, co to oznacza i kiedy się to tak nazywa ?

    THX
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Witam,
    marslod napisał:
    Co to jest masa pozorna lub też masa wirtualna we wzmacniaczu operacyjnym ?

    to jest taki punkt w obwodzie wzmacniacza operacyjnego pracującego z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, którego potencjał jest równy (przyjęty za zerowy) i utrzymywany jest poprzez owe sprzężenie zwrotne, potecjałowi odniesienia (masy), czyli punktowi środkowemu symetrycznego zasilacza tego wzmacniacza operacyjnego, mimo, iż nie istnieje połączenie galwaniczne (omowe) z owym punktem.
    Pojęcie w teorii wzmacniaczy operacyjnych ważne, ponieważ pozwala skorzystać w analizie tychże wzmacniaczy z twierdzenia z Teorii Obwodów Elektrycznych o punktach ekwipotencjalnych (o jednakowym potencjale).

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 15  
    Dziękuję za objaśnienie :) W którym miejscu schematu wypada ten punkt, proszę o przykładowy rysunek

    Marcin
  • IGE-XAOIGE-XAO
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Witam,
    proszę bardzo, oto przykładowy schemat:

    Masa pozorna wirtualna we wzmacniaczu operacyjnym

    Wirtualny potencjał masy na obu schematach mają wejścia odwracające (-) wzmacniaczy.
    I tak jest przeważnie we wszystkich układach z różnicowym wzmacniaczem operacyjnym pracującym z zamkniętą pętlą sprzeżenia zwrotnego. To właśnie reakcja pętli sprzężenia zwrotnego wymusza praktycznie zerową różnicę potencjałów pomiędzy wejściami wzmacniacza.

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 15  
    dzięki jony fajny ten kurs wiele wyjaśnia :) Jak dostać sie do reszty tego kursu, to jest pierwsza cześć a czy jest reszta ?

    Dodano po 4 [minuty]:

    A mam jeszcze takie pytanie, jest napisane że wymuszony zostaje na wejściu sprzęzenia potencjał masy, ale chyba nie tak do końca jak rozumiem tylko niemalże prawie masy bo musi być przeciez różnica napięcv pomiędzy wejściami by wzmacniacz zadziałał ? Wejście + jest rezystorem do masy podciągnięte czyli ma potencjał masy, a wejście - z rysunku GregBa wyżej ma troszkę inne napięcie niż masa ?
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    marslod napisał:
    dzięki jony fajny ten kurs wiele wyjaśnia :) Jak dostać sie do reszty tego kursu, to jest pierwsza cześć a czy jest reszta ?

    Reszta kursu jest dostępna w postaci książki
    http://www.btc.pl/?id_prod=6308

    marslod napisał:

    A mam jeszcze takie pytanie, jest napisane że wymuszony zostaje na wejściu sprzęzenia potencjał masy, ale chyba nie tak do końca jak rozumiem tylko niemalże prawie masy bo musi być przeciez różnica napięcv pomiędzy wejściami by wzmacniacz zadziałał ? Wejście + jest rezystorem do masy podciągnięte czyli ma potencjał masy, a wejście - z rysunku GregBa wyżej ma troszkę inne napięcie niż masa ?


    Z ta masą pozorną chodzi oto że idealny wzmacniacz operacyjny ma wzmocnienie napięciowe nieskończenie wielkie i wzmacniacz operacyjny dąży do tego by na jego wejściach było takie samo napięcie.
    Czyli dla schematu co podał GregBa.
    Wejście nieodwracające połączone jest to masy. Wzmacniacz „chce” by na wejściu odwracającym tez panowało takie samo napięcie czyli 0V i tak steruje wyjściem by to napięcie wynosiło 0V. Czyli możemy powiedzieć że wejście odwracające ma to samo napięcie co nieodwracające czyli mamy jak gdyby wirtualną masę na wejściu nieodwracającym.
    Zobacz na rys18 i porównaj z rys17z tego kursu, a znajdziesz odpowiedz na swoje pytanie dotyczącej wartości napięcia tej „prawie masy”.
  • Poziom 15  
    Ok to sprawę masy już rozumiem i wszystko gra, ale mam jeszcze pytanie o ten pierwszy filtr z rysunku Gregba gdy mamy filtr np całkujący i jest tam kondensator w sprzężeniu to jak wtedy wygląda wzmocnienie wzmacniacza ? Nie mamy tam wtedy rezystora i jak je obliczyć ?


    I jeszcze pytanie odnośnie filtrów, poczytałem o róźnych konstrukcjach filtrow i wszystko jasne tylko mam problem ze zrozumieniem jak sie odczytuje z wykresów charakterystykę fazowa i opóźnienie grupowe ? Czy dobrze jak charakterystyka fazowa jest powyginana na wykresie czy ma być prosta ? Jak z niej odczytać że się faza przesuwa i o ile ? I co to jest opóźnienie grupowe do czego ono nam potrzebne co mówi ?

    Heh dzięki chyba wreszcie będę wiedział co do czego z tymi OPA

    Marcin
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Witam
    Jeśli chodzi o pierwszy schemat to wzór na wzmocnienie jest taki sam Ku=R2/R1 tylko w tym układzie zamiast R2 wstawiamy kondensator C.
    Jak wiadomo kondensator dla prądu stałego stanowi przerwę czyli mamy otwartą pętle i wzmocnienie jest równe wzmocnieniu samego wzmacniacza operacyjnego.
    Jak wiadomo dla prądu zmiennego kondensator stanowi opór bierny zwany reaktancją Xc=0.16/F*C zależną od częstotliwości (reaktancja maleje ze wzrostem częstotliwości).
    Mamy wiec wzmacniacz którego wzmocnienie wynosi Ku=Xc/R1=0.16/F*R1*C
    Ze wzrostem częstotliwości oporność kondensatora XC maleje. Tym samym maleje też wzmocnienie. Układ ten jest nazywany filtrem dolnoprzepustowym bo tłumi wysokie częstotliwości.


    Jeśli chodzi o filtry to poczytaj to
    http://www.edw.com.pl/pdf/k01/69_024.pdf
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic498307.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2187605#2187605


    W razie wątpliwości pytaj
    Załączniki:
  • Poziom 15  
    Ok sporo już rozumiem, ale mam trochę niejasność jeżeli chodzi o określanie sprzężenia we wzmacniaczu. Wyczytałem, że gdy 1-KB jest jest pomiędzy 0 a 1 to mamy dodatnie sprzeżenie zwrotne jak 1-KB jest >1 to ujemne, a jak jest bliskie 0 to dostajemy generator. Opis rozumiem, ale nie bardzo to widzę jak gdy mam np schemat ten pierwszy Gregba to jak tam określić jakiego typu jest sprzezenie czy ujemne czy dodatnie ? Chodzi o to że jeżeli ma wzmocnienie OPA np K= 1000 to co ma robić B ma dawać tłumienie np 500 czegoś by było wzmocnienie dodatnie ? jak się to ma do rezystancji i pojemności jezeli w sprzęzeniu jest np opornik lub kondensator to jak mogę określić z jego omów że daje dodatnie czy ujemne sprzeżenie ? Jak sprawdzić jakie jest B sprzeżenia ?

    I druga sprawa to generatory, czytałem trochę o typach i o warunku amplitudy i fazy. KB=1 rozumiem (chyba), ale o co chodzi z tą fazą, co mają spełnić elementy dać w sumie przesunięcie fazy równe 0 czy inaczej ?

    Uff dzięki Ci Jony za cierpliwość
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Rodzaj sprzężenia we wzmacniaczu operacyjnym rozróżniamy po schemacie.
    Gdy sygnał sprzężenia zwrotnego doprowadzony jest do wejścia odwracającego II (rys1) mamy do czynienie z ujemnym sprzężeniem zwrotnym (Ujemne sprzężenie zwrotne ma miejsce, gdy fazy sygnału wejściowego i sygnału sprzężenia zwrotnego są przeciwne)
    A dodatnie gdy sygnał sprzężenia zwrotnego doprowadzamy do wejścia nieodwracającego NI (rys2).

    Jeśli chodzi o b = R2/(R1+R2) jest teki sam dla obydwu wzmacniaczy.
    A teraz skrócona analiza działania obydwu sprzężeń.

    Sprzężenie ujemne dąży do utrzymania stanu równowagi.
    Załóżmy ze nasz wzmacniacz działa w zwolnionym tępię.
    I podajemy na wejście U1= –1V.
    Napięcie to pojawia się na wejściu odwracającym II podzielonym przez dzielnik napiec R1,R2. Wzmacniacz od razu zostanie wysterowany w kierunku napięć dodatnich.
    Przy napięciu na wyjściu Uo=1V różnica napięć miedzy wejściem nieodwracającym NI a odwracającym II wynosi Ud=0V i w tym stanie wzmacniacz się zatrzyma. Gdyby napięcie na wyjściu WO przekroczyło 1V, nastąpiło by zmiana znaku napięcia Ud ( różnica napiec miedzy wejściami Ud=NI-II) i tak dla Uo=1.2V i U1=-1V mamy Ud=-0.1V czyli wzmacniacz widzi na swoim wejściu odwracającym 0.1V czyli napięcie wyjściowe będzie wysterowane z powrotem w stronę 1V. Jak widać ujemne sprzężenie dąży do utrzymania stanu równowagi.


    A teraz dodatnie sprzężenie zwrotne które zwiększa wzmocnienie.

    Rozpatrzmy sytuację dla napięcia wejściowego Uwe=0V i odpowiedzmy na pytanie czy możliwe jest utrzymanie się wtedy stanu równowagi na wyjściu, tzn. Ud=0 i Uwy=0V.
    Żałujmy ze z powodu jakiś zakłóceń na wyjściu wzmacniacza pojawia się napięcie 1V. Powoduje to pojawienie się na wejściu nieodwracającym napięcia wynikającego z podziału Uwy na dzielniku napięć. Napięcie to ma tą samą fazę co Uwy i jest mnożone przez bardzo dużą wartość A wzmacniacz. Jeśli napięcie wyjściowe odchyliło się od zera w kierunku napięć dodatnich to Uwy nadal narasta i osiągnie maksymalnie możliwą wartość, czyli WO wchodzi w nasycenie dodatnie np. Ucc=15.
    Widzimy ze pojawienie się niezerowego napięcia na wyjściu powoduje pojawienie się napięcia o tej samej fazie na wejściu nieodwracającym (0.5V ) które jeszcze bardziej zwiększy napięcie wyjściowe a zatem stan nierównowagi się pogłębia.
    Napięcie wyjściowe prawie momentalnie osiągnie maksymalną możliwą wartość czyli napięcia zasilania Ucc=15V co oznacza ze napięcie na wejściu NI będzie wynosić 7.5V.
    Zmiana napięcia na wejściu II w przedziale Uee do 7.5V nic w układzie nie zmienia
    Dopiero jak napięcie na wejściu II przekroczy 7.5V układ zmieni momentalnie stan i na wyjściu pojawi się Uee=-15V. A dlaczego nastąpi to dopiero po podaniu 7.5V na wejście ??
    Jestem ciekawy czy wiesz czemu tak się stanie??

    Jeśli chodzi o generator to zobacz tu https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=1954340#1954340

    Mamy tam wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu KU=-(R1+R6)/R2=49V/V i układ trzech filtrów górnoprzepustowych połączonych kaskadowo.

    Żeby układ stał się generatorem musimy spełnić dwa warunki.
    1. Warunek amplitudowy który wymaga by wzmocnienie wzmacniacza razy „wzmocnienie pętli” wynosiło 1 czyli żeby na wejściu i na wyjęciu wzmacniacza był ten sam sygnał.
    2. Warunek fazowy który mówi ze faza ma być równa 0 lub n*360 gdzie n=±1,±2...

    Co tłumacząc na chłopski rozum to po obu stronach wzmacniacza mamy mieć napięcie o identycznej amplitudzie (warunek amplitudy) i fazie (gdy na wyjściu napięcie rośnie to na wejściu też ma rosnąć)

    Jak wiemy wzmacniacz odwracający odwraca fazę o 180 stopni czyli zadaniem tego filtru RC jest przesuniecie o fazy jeszcze o 180 stopni. I co istotne filtr ten przesuwa napięcie o 180 stopni tylko dla jednej określonej częstotliwość. Czyli warunek fazowy mamy spełniony.
    Ponieważ tłumienie wprowadzane przez filtr RC wynosi w tym układzie 1/29
    a do generowania drgań cały obwód musi mieć wzmocnienie większe od 1 więc
    wzmacniacz operacyjny ma dołożone dodatkowe elementy, które zapewniają
    lokalne wzmocnienie nieco większe od 29. wartości tłumienia (często oznaczane jako β)
    i wzmocnienia się mnożą - całość ma wzm. > 1 i wtenczas sobie radośnie oscyluje.
    Te diody są do stabilizacji amplitudy i jak amplituda osiągnie 1V to zmniejszają wzmocnienie wzmacniacza do 29V/V.

    Uff trochę dużo tego.
  • Poziom 15  
    O dzięki Ci za tak obszerne objaśnienia, od razu można poznać wykładowcę Politechniki :)

    Na pytanie odpowiem tak, że ten schemat z rysunku 2 jest niepraktyczny gdyż będzie zastrzaskiwał pomiedzy jednym stanem a drugim. Nie mamy tu sprzeżenia co kompensuje tylko takie co dodaje i teraz rozumiem to tak że dzielnik ustali przy stanie gdy wzmacniacz dojdzie do max na wyjściu 15 V ustali 7,5 V na wejściu + wzmacniacza. I teraz jak napięcie na - będzie poniżej 7,5 V to + będzie większy niż - wzmacniacza i ten będzie wzmacniał napięcie dodatnie i to co wzmocni wróci znów na wejście i się doda i znów podniesie na wyjściu ale różnica napięć różnicowa jest tak duża że on się nasyci szybko i mamy 15 V na wyjsciu. Gdy damy wyższe napięcie na - niż 7,5 V to - będzie miał większe napięcie aniżeli + i wzmacniacz zacznie szybciutko zmieniać na wyjściu na napięcie ujemne przestrajając wejścia i tylko wystarczy że troszkę przekroczymy 7,5 V na wejściu - i rozsnące napięcie szybko zostanie zwiększone przez wzmacniacz i roźnicowe będzie duże tak że się znów nasyci - będzie - 15 V.

    Mam nadzieje że czegoś nie pokręciłem. Taki układ chyba praktycznie jest niepraktyczny i nie wykorzystywany ?

    Poczytam sobie teraz o generatorach :)

    Dzieki Ci Jony raz jeszcze !
  • Poziom 15  
    No tak do takiego zastosowania to się nadaje ale chodziło mi że w tej konfiguracji nie pracuje wtedy tak analogowo jak filtry lub generatory tylko prawie binarnie jest stan wysoki lub go niema.