Nga Whakaputanga me te Impedance i nga Rōpū Pānga

Ko te impedance whakauru me te impedance putanga he rua e pā ana ki nga waahanga nui ka pā ki te whakauru mai a te rōpū pānga (op-amp) ki etahi atu waahanga o te circuit. Ahakoa ka pihia nga op-amp i runga i te painga, te whanui, i te whiwhinga pūngao, ko te impedance he wāhanga nui i te whakarite i te tika o te tohu, te whakawhiti pūhiko, me te whakatutuki o te circuit. Ko tēnei tuhinga e whakamārama ana i te mātāpono o te impedance whakauru me te impedance putanga, te pānga o ēnei ki te whakatutuki o te pūrere, me ngā aratohu tūtohu mō te kōwhiri i te op-amp i runga i ngā whakaritenga impedance.

Kātā

He aha te Impedance Whakauru i nga Op-Amps?

Ko te impedance whakauru te whakaritenga, te toenga rānei e tuku ana te pūrere pānga ki te tohu e hono ana ki tana pokahanga whakauru. I runga i ngā kupu māmā, e mōhiotia ana he aha te nui o te "tautoko" e te op-amp i te puna tohu. Ko te impedance whakauru teitei e tohu ana ko te op-amp e tango ana i te iti rawa o te hiko i te tohu whakauru, i te mea ko te impedance whakauru iti ka taea te tango i te nui atu o te hiko me te pānga ki te tohu taketake.

I roto i te op-amp pai, e whakaaro ana ko te impedance whakauru he mutunga. E ai ki tēnei, kāore he hiko e tārewa ana ki ngā pokanga whakauru, ā, ka taea e te op-amp te pānui i te pūhiko whakauru me te kore e huri i taua pūhiko. Heoi anō, kāore ngā op-amp tūturu e tino pepea. Ka tango tonu rātou i te hiko whakauru iti rawa, nō reira ko tā rātou impedance whakauru he teitei, engari kāore e mutu.

I ngā op-amp whai tikanga, ka whakawhirinaki te impedance whakauru ki te hangarau o te wahanga whakauru. Ko ngā op-amp bipolar te nuinga o te wā he teitei te impedance whakauru e rerekē ana i waenga i te 100 kΩ ki te 10 MΩ. Ko ngā op-amp JFET te pānui e tuku ana i ngā uara teitei ake, he āta tāpiri i waenga i te 10¹¹ Ω ki te 10¹³ Ω. Ka taea e ngā op-amp CMOS te tuku i te impedance whakauru teitei ake, ā, ka pā mai pea te teitei o te 10¹² Ω. Ko ēnei uara impedance teitei ka awhina ki te itiiti i ngā pānga tautoko me te whakapai ake i te tika o te tohu i ngā tono kaipōti me te ine.

I roto i te tauira, ka whakaatuhia te impedance whakauru e Zin, e hono ana mai i te raina whakauru ki te whenua. He huarahi ngāwari tēnei ki te whakaatu ko te whakauru o te op-amp kāore e tuwhera katoa. Ahakoa ko te hiko whakauru he tino iti, kei te "kite" tonu te puna i te impedance i te whakauru o te op-amp.

He mea nui te impedance whakauru teitei Nāna, e tiakina ai te tika o te tohu. Hei tauira, ko ngā kaipōti, ngā wehe pūhiko, me ngā puna tohu ngoikore kāore pea e taea te tuku i te nui o te hiko. Ki te heke te impedance whakauru o te op-amp, ka taea e te kawe i te pūhiko tohu i mua i te whakakī. Ko tēnei e kīia ana hei pānga tautoko, ā, ka taea te nāna e pānga whakangaro haere ngā hapa ine, te ngenge o te tohu rānei.

Ko te impedance whakauru kāore e noho pūmau hei whare tirohia. I ngā reo teitei, ka waiho hei mea nui te capacitance whakauru o te op-amp. Ka taea e tēnei capacitance te tāpiri i te tāpiri ki ngā tohu AC, te whakaroa i ngā huringa tohu tere, me te 'hāwea' ki te pānga ki te whakaritenga o te circuit.

He aha te Impedance Putanga i nga Op-Amps?

Ko te impedance putanga te toenga o roto e tuku ana te pūrere pānga ki tana pokahanga putanga. I roto i te tauira māmā, ka taea te whakaatu hei whakaritenga iti e tāpiri ana ki te putanga o te op-amp. Ko tēnei whakaritenga e kīia ana hei Rout.

I roto i te op-amp pai, ko te pāmahana putanga he kore. Ahakoa, e kore e noho pai ngā op-amp tūturu. He rohe tā rātou, nō reira ka taea te paheketanga iti o te hiko i te wā e tango ana te whakaurunga i te hiko.

Ko te pāmahana putanga o te op-amp whai take e rereke ana i runga i te hoahoa me ngā tikanga whakahaere. I te mea ko te pāmahana putanga o te rori tuwhera kei roto e taea ana te teitei, ko te whakahokinga kino e tino taea te whakarite i te pāmahana putanga i te pāmahana katia. I roto i nga op-amp mōdern, he nui te pāmahana putanga katia i raro i te 1 Ω, ka taea te whakawhiti hiko whaihua me te whakahaere pātea i te wa e tarai ana ki ngā whakaurunga o waho.

Ko te whakaahua kei runga i te whakaatu i tēnei whakaaro mā te whakanoho i te Rout i waenga i te putanga op-amp me te tauranga putanga whakamutunga. I te wā e iti ana te hiko i te yük, he iti rawa te paheketanga hiko i runga i te Rout. Ka pahi tonu te tohu putanga ki te wātea e whakaarohia ana. Ahakoa, i te wā e tango ana te yük i te hiko nui ake, ka piki te paheketanga hiko i runga i te Rout. I te mutunga, ka taea e te hiko e whiwhi ana i te yük te iti iho i te hiko i whakaputahia i roto i te op-amp.

Ko te pāmahana putanga iti e āwhina ana i te op-amp ki te tarai i ngā porohita o waho whaihua ake. Ka whakahaere i te pāmahana putanga ki te pai, ka whakaiti i te ngaro tohu, ka whakapai ake i te āheinga o te whakatipu ki te mahi ki ngā tikanga yük rerekē. He tino whaihua tēnei i te wā e hono ana te op-amp ki ngā yük he iti te toenga, ngā tāpae, ngā whakamātautau, ngā whakauru ADC, i ētahi atu wāhanga porohita.

Ka pā te pāmahana putanga ki te tika me te mahi tohu i ngā frequency teitei. I roto i ngā porohita whai take, ka taea e te toenga putanga te pāwhiri ki te capacitance yük me te awhina i te whakatārea i te tere, te pēhi, te iti i te bandwith. Nā reira, ka taea e koe te tirotiro i te nui o te hiko putanga o te op-amp me te āheinga ki te tarai i ngā yük capacitance, i ngā yük iti te pāmahana.

Ko te pāmahana whakawhiti teitei e ārai ana i te op-amp i te pokanga i te tohu pūtake, ā, ko te pāmahana putanga iti e taea ana te tuku i te tohu putanga pātea me te whakatō.

Me pēhea te pāmahana whakawhiti me te pāmahana putanga e pā ana ki te Mahi a te Whakatipu

Ko te whakaahua kei raro e whakaatu ana i ngā wāhanga te whakatipu e hono ana i roto i te te huri. Ko te pāmahana putanga (Zout) o te whakatipu tuatahi e hono ana ki te pāmahana whakawhiti (Zin) o te whakatipu tuarua. Ahakoa ka taea e ia whakatipu te whakahaere i tāna ano, ka pā te whakawhitinga i waengā i ēnei pāmahana ki te kaha tohu me te whakautu rārangi i te wā e hono ana ngā whakawhitinga e rua.

Ko te pāmahana putanga o te whakatipu tuatahi me te pāmahana whakawhiti o te whakatipu tuarua e hanga ana i te ihirangi hiko. Nā reira, ka taea e te whakatipu tuarua te whiwhi i te hiko iti iho i te pāmahana putanga taketake i whakaputahia e te rōpū tuatahi. I te mea he nui te rerekētanga i waenganui i te Zin me te Zout, ka nui ake te kaha e whakawhiti ana te tohu.

Te Hononga Hiko Whakawhiti

Ka taea te tango i te pāmahana whakawhiti e kitea ana e te whakatipu mā te whakamahinga o te whakahau ihirangi hiko:

Kei te:

• Vin = Te pāmahana e tae ana ki te whakaurunga o te whakatipu

• Vsource = Te pāmahana tohu pūtake

• Zin = Pāmahana whakawhiti o te whakatipu

• Rs = Pāmahana pūtake

Ko te pāmahana whakawhiti teitei e āhei ana i te nui o te pāmahana pūtake ki te tae ki te whakaurunga o te whakatipu, ka whakaiti i te ngaro tohu.

Te Hononga Pāmahana Putanga

Ko te pāmahana putanga e tukuna ana ki te yük e pā ana ki te pāmahana putanga. Ko te putanga o te whakatipu me te yük e hanga ana i tētahi atu ihirangi hiko.

Kei te:

• VLoad = Te pāmahana i runga i te yük

• Vout = Te pāmahana putanga o te whakatipu i mua i te yük

• RLoad = Te toenga yük

• Zout = Pāmahana putanga o te whakatipu

Ko te pāmahana putanga iti e āhei ana ki te tuku i te nui o te pāmahana ki te yük, ā, ka whakapai ake i te āheinga tarai.

Te Pānga ki ngā Tohu i te Frequency Teitei

Ko te whakaahua e whakaatu ana i te capacitance whakawhiti (Cin) o te whakatipu tuarua. I te taha me te pāmahana putanga (Zout) o te whakatipu tuatahi, ka hanga tēnei i tētahi RC filter pātea. I te piki o te frequency, ka taea e tēnei whakakotahi te pāhi i ngā āhuatanga frequency teitei, e whakaiti ana i te bandwith me te āta whakarite i ngā whakawhitinga tohu.

I te mutunga, ka taea e te pāmahana putanga nui, te capacitance whakawhiti, te tino pānga:

• Te pāmahana tohu i te iti

• Te nui o te pāmahana katoa

• Te bandwith iti

• Te pāhi i te frequency teitei

• Te terenga māmā

Te Whakarite i tētahi Op-Amp i runga i ngā Whak requirements

• Tīpakohia te pāmahana whakawhiti teitei mō ngā pūtake tohu ngoikore. Ko ngā sensers, ngā ihirangi hiko, me ngā porohita mēra e whakaputa ana i ngā tohu iti me te kore e taea te tuku i te nui o te hiko. Ka whakaiti te pāmahana whakawhiti teitei i te utunga me te āwhina i te tiaki i te tika o te tohu.

• Tīpakohia te pāmahana putanga iti mō te tarai i ngā yük. Ko te pāmahana putanga iti e taea ana te tuku i te pāmahana ki te yük me te whakauruhia i te ngaro tohu iti me te pai o te pāmahana.

• Whakauruhia te op-amp ki te paerewa puna. Hei tikanga whanui, ko te paerewa urunga o te op-amp me teitei ake i te paerewa puna. Ka whakamahi tēnei ki te whakaū e te nuinga o te pāmahana puna ka tae ki te urunga kaipōti.

• Whakaarohia ngā whakaritenga utu. Mēnā ka pau te op-amp ki te whakatere i ngā utu iti, ngā taura roha, kāore e taea e ngā whakawhiti tikanga maha, kōwhiria he taputapu he mana putanga nui āheinga me te paerewa putanga iti.

• Whakatakotohia ngā mahi i ngā auau teitei. I ngā arotahi tere, ka taea e te paerewa putanga me te capacitance urunga te awhina i te rahi rārangi me te kounga pā. Kōwhiria he op-amp i hangaia mō te auau whakahaere e hiahiatia ana.

• Whakamahia ngā amplifiers pūwhiwhi mēnā e tika ana.

• Tirohia ngā whakaritenga tuhinga raraunga. Tirohia te paerewa urunga, te paerewa putanga, te pūnaha āta urunga, te pūnaha putanga, me te rahi rārangi ki te whakarite kia ū te op-amp ki ngā whakaritenga o te tono.

Whakawarite

Ko te paerewa urunga me te paerewa putanga ehara i te mea he kōrero iti noa i te tuhinga raraunga. Ka pāngia tika e rātou te kounga pā, te whakawhiti pāmahana, me te pono pūnaha. I te nuinga o ngā whakaritenga, kōwhiria he op-amp he paerewa urunga teitei atu i te paerewa puna me te paerewa putanga he iti ake i te paerewa utu. Ka awhina tēnei ki te whakaiti i te ngaro pā me te pupuri i te whakahaere tika o te kaipōti.

Nga Pātai Pōraruraru [FAQ]

1. Me pēhea te pā o te paerewa puna ki te whiriwhiri i te op-amp?

Me teitei ke te paerewa urunga o te op-amp i te paerewa puna. Ka whakaiti tēnei i ngā pānga tuku me te whakarite ka tae te nuinga o te pāmahana puna ki te urunga kaipōti.

2. He aha te take ka riro i ngā op-amp FET teitei ake te paerewa urunga i ngā op-amp bipolar?

Ka tira ngā op-amp FET i ngā pūnaha urunga iti ake nāna i te mea ko te tikanga urunga ko te whakahaere pāmahana, kāore ko te whakahaere pūmana. Ko tēnei ka pā te pātea ki ngā pūnaha mō ngā pūoko paerewa teitei me ngā pūnaha ine tūhonohono.

3. He aha te pā ki te paerewa utu mēnā he iti rawa mo te op-amp?

Kaāhei pea te op-amp ki te tuku i te pūnaha e hiahiatia ana. Ka riro pea tēnei i te hiriwa pāmahana putanga, te huri rārangi, te pāmahana pā, i te pātea wheako rānei.

4. He aha te take he mea nui te whakauru i te paerewa i te pūnaha pūwhiwhi te tira i ngā taumata?

Mēnā he rōrahi paerewa tika ka āwhina i te whakahaere pāmahana i waenganui i ngā taumata, ka whakaiti i te hiriwa pā, ka noho e te pūwhiwhi e hiahiatia ana te mehita me te rahi rārangi.

5. Me pēhea te pā o te paerewa putanga ki te tika ine ADC?

Mēnā he teitei te paerewa putanga o te op-amp, kāore pea ka taea te paerewa ADC te hika tika ina whakamahia. Ka taea tēnei te whakauru i ngā he whakawhiti me te whakaitihia te tika ine.

6. He aha te take ka pāngia ngā pūnaha auau teitei ahakoa he pai ngā uara paerewa?

I ngā auau teitei, ka riro kāpō rahi me te kaikawe ākonga. Ka taea e ēnei pānga te huri i te paerewa e ū ana me te whakaiti i te rahi rārangi, te pā pokanga.

7. He aha te tohu e pā ana he uaua te op-amp ki te whakaara i te utu?

Ka taea te whakamahara katoa he pānga iti o te pāmahana putanga, te huri rārangi, te tere whakahoki, te pāmahana nui, kāore e taea te noho ko te urunga mai.

8. He aha te take e wātea ai te paerewa urunga me te paerewa putanga i te taha takitahi?

Ka pāngia te whakawhiti pā i ngā tikanga e rua. Ka āwhina te paerewa urunga teitei ki te pupuri i te pāmahana tāpiri, i te wā e kitea ai te paerewa putanga iti ka whakarite mō te tuku pāmahana pūāra ki te taumata raki i tāngia atu ki te utu kei te. I raro, e whakarite ana i ngā whanaketanga pūnaha.