Всё про операционный усилитель.

[B@R5uk]

alexandrSb, на этой картинке:



направление токов обозначено не верно. Токи текут через 1V, R2, R1 — это верно, а дальше в выход ОУ (а не через вольтметр — его вообще можно отключить и ничего не изменится), затем по шинам питания ОУ (которые на схеме не показаны) через батареи или блок питания (которые тоже не показаны) на землю. Вот теперь контур замкнулся.

Источником в этой схеме является ОУ, а его нагрузкой — вся цепь из батарейки и двух резисторов.

Ну, а на этой схеме ведь пойдет ток от + к - .

Такой стиль мышления — отличный способ прийти к ошибочным выводам. Привыкайте к тому, что стрелочками на схеме отмечаются положительные направления токов, а не реальные направления токов. То же самое с источниками напряжения.

ОУ, охваченный ООС (важнейшее условие!), стремится сформировать на своем инвертирующем входе такой же потенциал, какой присутствует на его неинвертирующем входе. Если на неинвертирующем входе будет ноль, то ноль (тот самый "виртуальный") будет и на инвертирующем (частный случай!!!).

ВНЕЗАПНО! Этот персонаж не такой уж толстый и зелёный, и даже умные и правильные вещи говорит иногда.

[falkonist]

...стрелочками на схеме отмечаются положительные направления токов, а не реальные направления токов.

Интересненько, толстый, зеленый, хамовитый и, что печально, невежественный персонаж, а для ионной проводимости (положительно заряженные ионы в растворах) как стрелочки будут направлены?

Направление тока и направление перемещения электронов, как одних из альтернативных носителей электрического заряда - это, как говаривают в славном городе Одессе, "две большие разницы и обе разные".

[alexandrSb]

alexandrSb, Вы статью по ссылке читали? Забудьте про нуль, как класс! То ли виртуальный, то ли настоящий. Это понятие только с толку сбивает. ОУ, охваченный ООС (важнейшее условие!), стремится сформировать на своем инвертирующем входе такой же потенциал, какой присутствует на его неинвертирующем входе. Если на неинвертирующем входе будет ноль, то ноль (тот самый "виртуальный") будет и на инвертирующем (частный случай!!!).

При однополярном питании, очевидно, ноля на неинвертирующем входе не будет по определению. Ну и начхать! Тот потенциал, который на нем будет присутствовать, и повторится на инвертирующем входе. Виртуальный потенциал неинвертирующего входа, но не ноль.

Это то мне понятно, что это операционный усилитель делает такой потенциал в средней точке чтобы он был равен потенциалу на неинвертирующем. Не ясно как это работает на физическом уровне. В плане вот есть 1 вольт напряжения который подается как какой-то сигнал и он должен стекать на меньший потенциал, но это же не значит что он достигает этой средней точки и там прекращается ток? Это же виртуальная земля, а не реальная точка с меньшим потенциалом, т.е просто проводник. А еще и с выхода ОУ подается какой-то потенциал, который действует на эту среднюю точку и как эти два потенциала вместе взаимодействуют образуя этот ноль.

[B@R5uk]

...операционный усилитель делает такой потенциал в средней точке чтобы он был равен потенциалу на неинвертирующем. Не ясно как это работает на физическом уровне.

Это ещё один уровень абстракции. На самом деле ОУ всего-навсего усиливает разность потенциалов между его входами. И коэффициент усиления очень большой, от нескольких десятков тысяч и больше (можно в справочнике посмотреть). Вот формула:

V_out = K * ( V_p - V_m )

Здесь V_out — напряжение на выходе ОУ, V_p — напряжение на прямом входе, а V_m — напряжение на инвертирующем входе. K — очень большой коэффициент усиления. Очевидно, что

V_p - V_m = V_out / K

Так как V_out не может превышать напряжения питания (пусть 10 вольт), а K пусть равен 10'000, то получаем, что разность потенциалов между входами ОУ не больше 1 мВ и ею в расчётах можно пренебречь, считая, что напряжения на входах равны. Разумеется, эта абстракция работает только при выполнении трёх "если":
1) если усилитель охвачен отрицательной обратной связью,
2) если его выход не вошёл в насыщение (оказавшись вблизи напряжения питания), и
3) если коэффициент усиления достаточно большой (после частоты среза с увеличением частоты коэффициент усиления падает пропорционально частоте).

В плане вот есть 1 вольт напряжения который подается как какой-то сигнал и он должен стекать на меньший потенциал, но это же не значит что он достигает этой средней точки и там прекращается ток?

Как я уже написал, это абстракция, упрощающая расчёт схем на ОУ, а не объясняющая суть явления.

А еще и с выхода ОУ подается какой-то потенциал, который действует на эту среднюю точку и как эти два потенциала вместе взаимодействуют образуя этот ноль.

Я же уже писал, как связаны эти напряжения:

V1 / R2 + V2 / R1 = 0

Или (более строго):

(V1 - V0) / R2 + (V2 - V0) / R1 = 0

где V0 = 0 — это потенциал узла, в котором соединяются R1 и R2.

Отсюда получается напряжение на выходе ОУ:

V2 = - V1 * R1 / R2

Как видно, полярность напряжения на выходе ОУ обратна полярности на входе, а усиление равно отношению R1 к R2. Совершенно стандартная схема включения ОУ в качестве инвертирующего усилителя.

[falkonist]

alexandrSb, такое впечатление, что статью Вы все-таки так и не читали. Если бы прочли - подобных вопросов бы не возникало.

[FPGAlover]

Подскажите, нужен ли входной делитель в этой схеме, или операционник сам подтащит в середину диапазона? или же это зависит от конкретного операционника?

[SmarTrunk]

FPGAlover
Данная схема является схемой неинвертирующего усилителя на ОУ для однополярного питания. Входной делитель для задания смещения тут обязателен (в простейшем случае, из двух одинаковых резисторов, чтобы сделать напряжение смещения, примерно равное Uпит/2).

[FPGAlover]

вопрос сводится вот к чему:
1. Совершенно плевать на дрейф входного сигнала (постоянной составляющей), до тех пор, пока он не уткнется в ограничение питания.
2. Согласно схемотехнике (я полностью не уверен) база Q4 не может удрейфовать в нерабочий диапазон.
Пример входного каскада ОУ:


Можно ли поподробней обосновать необходимость входного делителя?
З.Ы. Вспоминается риторический вопрос: как работает транзистор с оторванной базой

[SmarTrunk]

FPGAlover
Схема входной цепи на рисунке может работать с входным сигналом, равным общему проводу (минусу питания) или даже чуть ниже (-200мВ, скажем). Так устроен дешевый ОУ LM358 и др. В этом смысле, смещение могло было бы быть =0В, например, через источник сигнала или высокоомный резистор на землю (минус питания). Однако, ВЫХОД никакого ОУ так себя вести не умеет. Поэтому, такой вариант не годится для усиления переменного сигнала, поскольку отрицательные полупериоды будут обрезаны (на выходе).

С оторванной базой транзистор не должен работать, конечно. В общем случае, транзистор окажется заперт, и ничего усиливать не будет.

[FPGAlover]

Однако, ВЫХОД никакого ОУ так себя вести не умеет

это понятно - обратная связь в таком режиме убъется о нелинейность.
Переформулирую вопрос: Если ВХОДЫ ОУ через емкость посадить на землю, то какие потенциалы там будут в установившемся режиме?
В случае, если это будет дрейфовать, то какими токами это будет осуществляться ?
Понятное дело, что в приведенной схеме ограничения, как минимум, будут от -0.6 (коллекторный переход Q1) до Uпит -1.2 (не учитывая падения на источнике тока).

[falkonist]

Без ООС потенциалы будут любые. В пределах диапазона питающих напряжений.

[FPGAlover]

В общем, понял.
Заряд базы (при его наличии) будет расходоваться на поддержку коллекторного тока, а поскольку это PNP то процесс пойдет в сторону +питания до тех пор, пока транзистор может открыться. т.е. до Uпит-0.6*2

[B@R5uk]

Повторяю 100500-й раз: LM324/358 для звука категорически непригоден!

Покажите, пожалуйста, схемку с номиналами, на которой эта осциллограмма снята.

[falkonist]

Я не храню по 3 года промежуточные схемы.

[B@R5uk]

Это без обратной связи чтоли был тест? Трудно поверить, что искажения столь велики у ОУ с усилением 10^4 в схеме с обратной связью.

[Slabovik]

У 358-й не такое уж и большое усиление. При Ку~10 спад заметен уже с 15~18 кГц, а гармоники на спектрограмме "частоколом стоят".
Вот сравнение с даже не аудиофильским 4558 - менялась только м.с. в панельке:

• • 

Ну как? Всё ещё не?..

[falkonist]

Усиление было между 5 и 10. Осциллограмму я снял потому, что ухом услышал ну очень "грязный" звук. А как увидел, что творится на выходе- чуть со стула не упал. Т.е., глаз только подтвердил то, что услышало ухо.

А так хотелось удешевить проект! Да вот не вышло. Пришлось покупать "нормальные" ОУ.

[СЦБист]

yaotzin попробуй так

[AlexShilin]

Здравствуйте уважаемые форумчане.
Прочитал статью про операционники http://radiokot.ru/articles/05/.
И у меня остался вопрос. Есть схемка (в приложенном файле) с каким-то хитрым выключением операционников. Вроде как не параллельное, но что-то делает для третьего ОУ. Кто может объяснить, что это за фрукт такой и как он работает.

[Slabovik]

Инструментальный усилитель