7.1 Noem DRIE ideale eienskappe van 'n operasionele versterker (op-versterker) buite onvoornwaarde-like stabiliteit - NSC Electrical Technology Electronics - Question 7 - 2016 - Paper 1

Onvoornwaarde-like stabiliteit verwys na die eienskappe van 'n versterker wat verseker dat die uitgang nie onvoorspelbaar of onbetroubaar is nie. Dit dui aan dat die werking van die versterker nie deur ekstern invloede soos temperatuurvariansies of aanpassings van die insette beïnvloed word nie, wat belangrik is vir akkuraatheid in toepassings.

Positiewe terugvoer is die proses waar 'n gedeelte van die uitgangssein teruggevoer word na die insetsein in fase. Dit kan lei tot 'n verhoogde versterking en kan nuttig wees in toestelle soos oscilators, maar kan ook onstabiliteit veroorsaak indien nie versigtig hanteer nie.

Die tipe op-versterkerkring wat positiewe terugvoer gebruik, is 'n oscilatorring.

1. Stabiliteit: Negatiewe terugvoer help om die stabiliteit van die versterker te verbeter deur oorversterking te voorkom.

2. Vervorming verminder: Dit verminder die vervorming van die uitgangsein, wat lei tot 'n meer akkurate en skoon sein.

Die leweringsgrafiek sal 'n perfekte sinusgolf wees met geen vervormings nie, wat die ideale werking van die versterker voorstelt.

Die op-versterkerkring in Figuur 7.2 is 'n omkeer/versterker.

Die insetsein sal 'n sinusgolf wees, terwyl die leweringsein 'n omgekeerde sinusgolf is met 'n faseverskuiwing van 180 grade.

Die spanningswins kan bereken word met die formule:

$A_V = -\frac{R_F}{R_{in}}$

Hierna substitueer ons:

$A_V = -\frac{12kΩ}{2.2kΩ} = -5.45$

Die leweringspanning kan bereken word deur die versterking toe te pas:

$V_{out} = A_V \times V_{in}$

Dus:

$V_{out} = -5.45 \times 5V = -27.25V$

Indien RF verminder word, sal die wins van die op-versterker ook afneem. Dit beteken dat die uitgang nie so sterk sal wees nie.

Die sommeer-op-versterkerkring neem verskeie insette aan en som hulle op om 'n enkele uitgangsein te genereer. Dit is ideaal vir die optelling van verskillende spannings.

Die leweringspanning is die som van die insette, wat bereken kan word met die formule:

$V_{out} = -(V_1 + V_2 + V_3)$

In ons geval:

$$ V_{out} = - (2V + (-10V) + 5V) = 3V $.

Die funksie van die kring is om 'n monostabiele puls te genereer, wat beteken dat dit 'n enkele kort puls lewer wanneer dit geaktiveer word.

Die insetsnellerpuls sal 'n skerp toename wees, en die lewering sal 'n langer puls wees wat gevolg word deur 'n terugkeer na die oorspronklike vlak.

Die tydvertraging kan bereken word met die formule:

$t = R \times C$

Hierdus:

$t = 12kΩ \times 47\mu F = 5.64 ms$.

Die ossillatiefrekwensie kan bereken word met:

$f = \frac{1}{2\pi R C}$.

Aangesien ons weerstand en kapasitors identies is, sal ons die vergelyking gebruik om die waarde te bereken, bv.

$f = \frac{1}{2\pi (10kΩ)(250pF)} \approx 41.09Hz$.

In 'n differensiërende werking word 'n op-versterker gebruik om die tempo van verandering van 'n insetsein te verkry. Die uitgang is proporsioneel aan die afgeleide van die inset, wat kan help om vinnige veranderinge aan te dui.

Die op-versterker werk deur die insette te versterk en 'n groter uitgang te lewer. Dit kan aan die hand van die toepaslike terugvoer en versterking ingesteld word om te voldoen aan spesifieke vereistes, soos verbetering van sein-ruisverhouding.