Quel est le vrai circuit derrière un ampli op?

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Donc, étudiant en première année d'EE, et je viens d'apprendre les amplis-op. Je comprends le modèle idéal, je sais comment les analyser et je comprends l'idée derrière eux / le circuit qui nous a été montré qui est à l'intérieur d'eux. Sauf que ce n'est pas le vrai circuit, il a une source dépendante. Ma question est, qu'est-ce qui se trouve réellement à l'intérieur d'un ampli opérationnel? Si nous devions remplacer la source dépendante par des sources réelles, que verrions-nous? (Je suppose que c'est aussi plus une question sur «Quelles sont les sources dépendantes, vraiment?»). J'ai cherché partout, et je trouve toujours la même réponse «Les sources dépendantes sont des outils utiles pour modéliser un circuit». Mais que sont-ils vraiment?

operational-amplifier circuit-analysis analog Mahmud Assamaray
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Même en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier a un schéma de 741.
Dmitry Grigoryev

Réponses:

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Voici un kit de 35 $ que vous pouvez fabriquer, qui finit par être l'équivalent d'un ampli opérationnel 741 utilisant des transistors discrets 13 2N3904 et 7 2N3906. Il dispose de huit bornes de liaison représentant les huit broches de l'appareil.

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Voici un lien vers la fiche technique, qui comprend le schéma du kit (illustré ci-dessous) et une nomenclature.

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Comparez cela à un "vrai" 741 de la fiche technique TI :

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Ils sont pratiquement les mêmes, même jusqu'aux valeurs de résistance.

Il y a aussi une page "Principes de fonctionnement" de 11 pages qui explique en détail comment cela fonctionne. Et enfin, ils ont un Wiki .

tcrosley
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Notez également qu'il ne sera pas aussi bon qu'un 741 dans plusieurs domaines, en particulier la tension de décalage et la dérive. Les transistors d'entrée Q1 et Q2 ne sont ni adaptés ni couplés thermiquement, deux éléments importants pour les amplificateurs opérationnels modernes (IC).
WhatRoughBeast
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@WhatRoughBeast C'est pourquoi j'ai publié un lien vers la fiche technique du kit, afin qu'il puisse comparer les paramètres avec la fiche technique TI. Pourtant, je pensais que c'était une façon plutôt cool d'apprendre les tripes d'un ampli opérationnel, en particulier en suivant le circuit comme expliqué dans les principes de fonctionnement. Il gère des sujets tels que la tension de décalage, y compris l'utilisation des broches de décalage nul 1 et 5.
tcrosley
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"Nous allons avoir besoin d'une plus grande planche à pain."
Chris O
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C'est ma réponse préférée de loin sur tout le site! Maintenant, je dois trouver un circuit.
StainlessSteelRat
Où puis-je acheter ce jouet?
hkBattousai
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" Les sources dépendantes sont des outils utiles pour modéliser un circuit". Mais que sont-elles vraiment? "

Concernant les "sources dépendantes": Nous distinguons quatre sources contrôlables (dépendantes) différentes:

Source de tension à tension contrôlée (VCVS), source de tension à courant contrôlé (CCVS), source de courant à tension contrôlée (VCCS) et source de courant à courant contrôlé (CCCS).

Exemples:

  • Transistors (bipolaires et FET): VCCS

  • Amplificateur opérationnel: VCVS

  • Amplificateur opérationnel à transconductance (OTA): VCCS

  • Convoyeur actuel (deuxième génération, CCII): CCCS.

En réalité, toutes les sources dépendantes ne sont pas idéales (impédances d'entrée et de sortie finies, dépendantes de la fréquence). Cela signifie que les sources dépendantes réelles peuvent être modélisées en utilisant des sources dépendantes idéales en conjonction avec des éléments "parasites" (résistances, condensateurs)

LvW
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Merci! Finalement, cela a du sens. Je ne comprends pas pourquoi nous ne
revoyons
2
@MahmudAssamaray Vous êtes clairement, comme moi, un apprenant basé sur la théorie. Vous devez comprendre les principes derrière quelque chose avant de pouvoir vraiment le comprendre. Malheureusement, nous sommes en minorité et la plupart des enseignements s'adressent aux personnes qui apprennent plus facilement les détails de la surface et trouvent la théorie derrière ce détail trop abstraite pour être comprise sans expérience pratique préalable. Essayez de parcourir quelques manuels autres que ceux que vous utilisez, vous pourriez en trouver un qui a un style d'enseignement plus approprié à votre style d'apprentissage.
Jules
Les transistors bipolaires ne sont-ils pas également des CCCS?
user253751
Non - c'est une idée fausse commune (malheureusement, même dans certains manuels). Physiquement parlant - selon la célèbre équation de Shockleys, le courant Ic est contrôlé uniquement par la tension base-émetteur Vbe. Comment - par exemple - trois porteurs chargés positivement de la base peuvent-ils libérer 333 porteurs chargés (négatifs) de l'émetteur (en supposant une valeur bêta de 300)?
LvW
@Jules obligatoire 'nous sommes des dizaines de personnes' ... C'est ennuyeux d'être le seul en classe avec mon style d'apprentissage, surtout quand je pose une question, mes professeurs la font généralement signe et disent 'c'est trop profond d'une question pour la portée de cette classe ». L'auto-apprentissage / Internet / stackoverflow sont une bénédiction. Je n'ai jamais pensé à chercher d'autres manuels, merci pour le conseil!
Mahmud Assamaray
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D'autres réponses ont suggéré d'examiner la mise en œuvre de véritables amplificateurs opérationnels comme un 741, mais dans une perspective d'apprentissage de leur fonctionnement, la meilleure façon de commencer est d'utiliser un système simplifié. Le noyau d'un ampli-op est une paire à longue queue . Cela peut être construit et exploité ou analysé de manière isolée au reste d'un ampli-op, et fournit les principes de base de ce qu'est un ampli-op est. En regardant le schéma 741, notez que les paires de transistors (Q1, Q3) et (Q2, Q4) se substituent aux transistors simples Q1 et Q2 dans le diagramme sur wikipedia. Les résistances du circuit wikipedia sont remplacées par des transistors pour permettre d'optimiser le comportement de cet amplificateur central. Le reste des circuits 741 est essentiellement conçu pour améliorer la réponse de cet amplificateur (suppression des décalages, augmentation du gain, amélioration de la réponse en fréquence, etc.), et n'est pas strictement nécessaire pour faire le travail de base.

Jules
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Recherchez «Schéma LM709» ou «Schéma LM 741». Ce sont quelques-uns des premiers opamps disponibles et ont des schémas assez simples. Les amplificateurs opérationnels modernes sont basés sur des principes similaires, mais ont généralement des circuits plus complexes (car les transistors sont beaucoup moins chers maintenant et les exigences de performances ne cessent d'augmenter).

jp314
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Sur les sites Web des fabricants de puces, vous pouvez trouver une documentation complète sur la plupart des circuits intégrés, y compris les amplificateurs opérationnels que vous utilisez réellement dans votre laboratoire d'électronique. Cette documentation comprend souvent le diagramme schématique. Surtout pour les puces opamp.

Roland
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