안녕하세요 게스트

로그인 / 등록

Welcome,{$name}!

/ 로그 아웃
한국의
EnglishDeutschItaliaFrançais한국의русскийSvenskaNederlandespañolPortuguêspolskiSuomiGaeilgeSlovenskáSlovenijaČeštinaMelayuMagyarországHrvatskaDanskromânescIndonesiaΕλλάδαБългарски езикAfrikaansIsiXhosaisiZululietuviųMaoriKongeriketМонголулсO'zbekTiếng ViệtहिंदीاردوKurdîCatalàBosnaEuskera‎العربيةفارسیCorsaChicheŵaעִבְרִיתLatviešuHausaБеларусьአማርኛRepublika e ShqipërisëEesti Vabariikíslenskaမြန်မာМакедонскиLëtzebuergeschსაქართველოCambodiaPilipinoAzərbaycanພາສາລາວবাংলা ভাষারپښتوmalaɡasʲКыргыз тилиAyitiҚазақшаSamoaසිංහලภาษาไทยУкраїнаKiswahiliCрпскиGalegoनेपालीSesothoТоҷикӣTürk diliગુજરાતીಕನ್ನಡkannaḍaमराठी
이메일:Info@Y-IC.com
> 블로그 > 작동 증폭기 기본 사항 : 반전 및 비 반전 회로

작동 증폭기 기본 사항 : 반전 및 비 반전 회로

  • 2025년1월31일
  • 145
일반적으로 OP-AMP로 알려진 작동 증폭기는 신호 처리의 다양성과 효율성으로 인해 현대 전자 설계의 중추 역할을합니다.이러한 기본 구성 요소는 산업 자동화에서 소비자 전자 제품에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.이 기사는 반전 및 비 반전 OP-AMPS의 복잡한 기능을 파헤쳐 고유 한 구성, 운영 메커니즘 및 광범위한 응용 프로그램을 탐색하여 회로 성능 및 신뢰성을 향상시키는 데 필요한 역할을 강조합니다.

목록

1. 운영 앰프 개요
2. OP-AMPS가 어떻게 작동합니까?
3. 비 반전 작동 증폭기 탐색
4. 반전 및 비 반전 OP-AMP 비교
5. 반전 및 비 반전 OP-AMPS의 사용
6. 반전 또는 비 반전 OP-AMP 식별
7. OP-AMPS의 반전 장점과 제한
8. 결론
Operational Amplifier Basics: Inverting and Non-Inverting Circuits

작동 증폭기 개요

작동 증폭기, 또는 op-amps, 전자 회로의 궁극적 인 구성 요소입니다.그들은 높은 게인, 낮은 왜곡 및 상당한 입력 임피던스를 제공하는 능력으로 인해 널리 사용됩니다.이러한 특성은 OP-AMPS가 전압 및 전류와 같은 다양한 전기 신호를 증폭시키는 데 이상적입니다.

OP-AMPS는 신호 증폭기로서 기능하여 약한 전기 입력의 강도를 증가시켜 효과적으로 처리하거나 사용할 수 있습니다.이 증폭은 신호 처리 및 제어 시스템에서 오디오 장비 및 계측에 이르는 응용 분야에서 사용됩니다.OP-AMPS는 증폭 외에도 첨가, 뺄셈, 통합 및 분화와 같은 필요한 수학 연산을 수행 할 수 있습니다. 그래서 이들은 "작동"앰프라고하는 이유입니다.

op-amps가 어떻게 작동합니까?

Figure 2. Inverting Operational Amplifiers

그림 2. 작동 증폭기 역전

반전 작동 증폭기는 신호 동작을 수정하기 위해 부정적인 피드백에 의존하는 널리 사용되는 OP-AMP 구성입니다.이 설정은 입력 신호의 위상을 되돌립니다. 즉, 양의 입력은 음의 출력을 생성하고 그 반대도 마찬가지입니다.위상 반전은 입력 신호가 OP-AMP의 역 단자에 적용되기 때문에 발생하는 반면, 비 반전 (+) 단자는 일반적으로 접지되기 때문에 발생합니다.

이 구성의 주요 구성 요소는 피드백 루프이며, 이는 출력과 역 입력 사이의 저항을 연결하여 형성됩니다.또한, 다른 저항은 입력 신호를 반전 입력에 연결합니다.이 저항기는 함께 입력 신호가 증폭되거나 약화되는 양을 지시하여 회로의 게인을 제어합니다.피드백 저항과 입력 저항 사이의 관계는 이득을 결정 하여이 회로가 예측 가능하고 다른 응용 분야에 대해 쉽게 조정할 수 있도록합니다.

역 작동 앰프 회로의 게인은 다음과 같습니다.

inverting operational amplifier circuit formula

비 반전 작동 증폭기 탐색

Figure 3. Non-Inverting Operational Amplifiers

그림 3. 비 반전 작동 증폭기

비 반전 작동 증폭기는 하나의 주요 측면에서 반전 OP-AMP와 다릅니다. 입력 신호의 위상 정렬을 유지합니다.이 구성에서 입력 신호는 비 반전 (+) 터미널에 직접 적용되는 반면, 반전 (-) 터미널은 음의 피드백 루프를 통해 출력 신호의 일부를 수신합니다.이 설정은 출력이 입력과 위상 상태를 유지하도록 보장합니다. 즉, 양의 입력은 양의 출력을 생성하고 음의 입력은 음의 출력을 생성합니다.

이 구성의 정의 기능 중 하나는 높은 입력 임피던스이며, 이는 신호 소스로부터 과도한 전류 드로우를 방지합니다.이로 인해 오디오 증폭 및 정밀 신호 처리와 같은 신호 무결성이 유지되어야하는 응용 분야에 비 반전 OP-AMPS가 이상적입니다.

제어 및 안정성을 얻습니다

비 반전 OP-AMP의 증폭 또는 이득은 방정식에 의해 결정됩니다.

The amplification, or gain, of a non-inverting op-amp is determined by the equation:

또한, 비 반전 OP-AMP의 높은 입력 임피던스는 이전 회로 단계에 대한 로딩 효과를 최소화합니다.이는 입력 신호가 약한 신호조차도 크게 변경되거나 저하되지 않고 증폭 될 수 있음을 의미합니다.

반전 및 비 반전 OP-AMPS 비교

반전과 비 반전 작동 증폭기 중에서 선택하는 것은 특정 응용 프로그램 요구, 주로 신호 ​​단계 및 입력 임피던스 측면에서 의존합니다.

반전 OP-AMP는 반전 (-) 터미널에서 입력 신호를 가져 오는 반면 비 반전 (+) 단자는 일반적으로 접지됩니다.이 구성은 180도 위상 변속을 초래합니다. 즉, 출력 신호는 입력의 역 버전입니다.또한, 입력 신호는 OP-AMP에 도달하기 전에 저항을 통과하기 때문에 회로는 더 낮은 입력 임피던스를 나타내며, 이는 이전 회로 단계와 상호 작용하는 방식에 영향을 줄 수 있습니다.

대조적으로, 비 반전 OP-AMP는 비 반전 (+) 터미널에서 입력 신호를 직접 수신하는 반면, 역기 터미널은 피드백 루프의 일부입니다.이 설정은 입력 신호의 원래 위상을 유지합니다. 즉, 출력은 입력과 동기화됩니다.이 설계의 주요 장점은 높은 입력 임피던스로, 신호 로딩을 최소화하고 약한 신호 소스와 더 나은 호환성을 제공 할 수 있습니다.

반전 및 비 반전 OP-AMPS의 사용

OP-AMP 응용 프로그램을 반전합니다

반전 OP-AMP 구성은 신호 반전, 제어 게인 및 주파수 성형이 필요한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

센서 신호 증폭

하나의 주요 적용은 센서 신호 증폭에 있으며, 센서의 약한 전기 신호는 추가 처리에 적합한 레벨로 증폭되어야합니다.이 설정에서, 반전 OP-AMP는 신호 강도를 증가시킬뿐만 아니라 피드백 및 입력 저항의 비율에 의해 결정되는 예측 가능한 게인을 제공합니다.이것은 정밀도가 위험한 과학기구 및 산업 측정 시스템에 주로 유용합니다.

신호 필터링

신호 필터링에서 반전 OP-AMPS는 활성 필터에서 중요한 역할을하며, 이는 특정 주파수 범위를 향상 또는 감쇠시키는 데 사용됩니다.저항 및 커패시터 값을 조정하여 회로의 게인 및 주파수 응답을 미세 조정할 수 있으므로 오디오 처리, 통신 및 생물 의학과 같은 애플리케이션을 위해 저지대, 고역 통과, 대역 통과 또는 노치 필터를 설계 할 수 있습니다.장치.

오디오 기술

오디오 기술에서 반전 OP-AMPS는 위상 반전을 관리하는 데 사용되어 여러 오디오 채널이 상호 작용할 때 사운드 신호가 적절한 정렬을 유지하도록합니다.또한 마이크 및 변형 게이지와 같은 측정 장치의 미묘한 전기 신호는 소음이나 왜곡을 도입하지 않고도 증폭되어야하는 기기 증폭에 필요합니다.

자동 제어 시스템 및 데이터 통신

신호 처리 외에도 OP-AMPS는 자동 제어 시스템 및 데이터 통신에 기여하여 정확한 제어 응답을위한 신호를 조작하고 전송 시스템의 신호 무결성을 향상시키는 데 도움이됩니다.안정적이고 예측 가능한 이득을 제공하는 능력은 변조 회로, 파형 생성 및 통신 네트워크의 오류 수정에 이상적입니다.

비 반전 OP-AMP 응용 프로그램

비 반전 OP-AMP 구성은 신호 단계를 보존 해야하는 응용 분야에서 선호됩니다. 높은 입력 임피던스가 필요하거나 임피던스 매칭이 위험합니다.

전압 추종자 (버퍼 증폭기)

비 반전 OP-AMPS의 궁극적 인 사용은 전압 추종자 (버퍼 증폭기)입니다.이 역할에서 OP-AMP는 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 제공하면서 원치 않는 신호 손실을 방지하면서 유니티 이득 (게인 = 1)을 제공합니다.이는 다단계 증폭기 회로에서 특히 중요합니다. 여기서 약한 신호는 저하되지 않고 단계 사이에 전달되어야합니다.

전력 증폭기 회로

전력 증폭기 회로에서 비 반전 OP-AMPS는 사전 증폭기 역할을하여 입력 신호가 스피커 또는 기타 고전력 부하를 구동하기 위해 증폭되면서 위상 상태를 유지하도록합니다.마찬가지로, 활성 필터 설계에서는 신호 무결성을 유지하면서 이득을 제공하여 정밀 오디오 시스템, 생물 의학 장비 및 RF 신호 처리에 사용되는 고품질 필터링 된 출력을 생성합니다.

앰프 및 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 합계

비 반전 OP-AMPS의 또 다른 중요한 사용은 앰프 및 아날로그-디지털 변환기 (ADC)를 합산하는 것입니다.여기서는 위상 왜곡없이 다중 신호를 결합하고 증폭시켜 디지털 변환이 원래 아날로그 입력을 정확하게 나타냅니다.이는 센서 퓨전 시스템, 오디오 믹싱 콘솔 및 데이터 수집 시스템에 특히 유용합니다.

발진기 및 통합기 회로

비 반전 OP-AMPS는 오실레이터 및 통합 회로에서 역동적 인 역할을 수행하여 정확한 파형을 생성하고 신호에서 수학적 작업을 실행하는 데 도움이됩니다.이러한 기능은 정확한 파형 합성 및 통합이 필요한 전자 신호 생성기, 제어 시스템 및 디지털 신호 처리 응용 프로그램에 사용됩니다.

반전 또는 비 반전 OP-AMP 식별

입력과 출력 사이의 위상 관계

OP-AMP가 반전인지 비 반전인지 여부를 결정하는 가장 간단한 방법 중 하나는 입력과 출력 신호 사이의 관계를 검사하는 것입니다.

• 거꾸로 OP-AMP에서 출력 신호는 입력과 함께 위상을 벗어난 180도입니다.이는 입력 전압이 증가하면 출력 전압이 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다.

• 비 반전 OP-AMP에서 출력 신호는 입력과 위상 상태로 유지됩니다.입력 전압이 상승하면 출력 전압이 상승하고 입력 전압이 떨어지면 해당 출력이 떨어집니다.

물리적 회로 연결

두 구성을 구별하는 또 다른 방법은 입력 신호가 OP-AMP에 어떻게 연결되어 있는지 살펴 보는 것입니다.

• 반전 증폭기에서 입력 신호는 반전 (-) 터미널에 적용되는 반면, 비 반전 (+) 단자는 일반적으로 접지 또는 기준 전압에 연결됩니다.

• 비 반전 증폭기에서 입력 신호는 비 반전 (+) 터미널에 공급되는 반면, (-) 터미널은 게인을 제어하는 ​​피드백 네트워크에 연결됩니다.

이 궁극적 인 배선 차이는 회로의 위상 동작을 지시하는 것입니다.

특성을 얻습니다

게인 공식은 또한 두 구성 사이의 명확한 차이를 제공합니다.

• 거꾸로 증폭기에서 게인은 방정식에 의해 결정됩니다.

게인 = - rf/린

음수 부호는 출력이 입력에 비해 반전되었음을 나타냅니다.

• 비 반전 증폭기에서 게인은 다음 방정식을 따릅니다.

게인 = 1 + rf/린

음수 부호가 없기 때문에 출력은 입력과 동일한 단계를 유지합니다.

신호 동작, 회로 연결 및 게인 방정식을 분석함으로써 OP-AMP가 반전 또는 비 반전 구성에서 작동하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있습니다.

OP-AMPS 반전 장점 및 제한

장점

반전 OP-AMP는 위상 시프터, 활성 필터 및 합산 증폭기와 같은 위상 역전이 필요한 응용 분야에서 매우 효과적입니다.예측 가능한 게인 및 위상 제어로 신호를 처리하는 능력은 신호 처리 및 파형 조작에 유용한 구성 요소가됩니다.

또 다른 장점은 복잡한 회로에 간단한 통합입니다.그들의 게인은 입력 저항 (RIN)에 대한 피드백 저항 (RF)의 비율에 의해 정확하게 제어되므로 오디오 처리, 계측 및 아날로그 계산에 사용되는 신뢰할 수 있고 반복 가능한 신호 증폭을 제공합니다.

또한, OP-AMPS 반전은 우수한 선형성을 제공하므로 일관된 신호 스케일링 및 예측 가능한 동작이 필요한 응용 분야에서 유용합니다.

제한

OP-AMPS를 반전시키는 한 가지 잠재적 인 단점은 입력 임피던스가 낮아서 회로의 이전 단계를로드 할 수 있습니다.신호 손실 또는 왜곡을 방지하기 위해 추가 버퍼링 또는 임피던스 매칭 기술이 필요할 수 있습니다.

또 다른 과제는 노이즈에 대한 감수성, 주로 거꾸로 입력을 통해 라우팅 된 피드백 메커니즘으로 인해 노이즈에 대한 감수성입니다.민감한 오디오 회로 및 측정 계측과 같은 고정밀 애플리케이션에서 원치 않는 노이즈는 신호 선명도를 저하시킬 수 있습니다.신중한 저항 선택 및 차폐 기술을 포함한 적절한 회로 설계는 종종이 문제를 완화하기 위해 필요합니다.

결론

요약하면 둘 다 반전 그리고 비 반전 작동 증폭기는 전자 회로 설계에서 중요한 역할을합니다.각 유형에는 신호 역전, 증폭 또는 유지 단계이든 고유 한 장점이 있습니다.이러한 차이를 이해하면 오디오 시스템, 측정 도구 및 디지털 처리와 같은 응용 프로그램에 적합한 구성을 선택하는 데 도움이됩니다.적절한 OP-AMP를 선택하면 회로 성능, 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.






자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 합산 op-amp의 목적은 무엇입니까?

합산 OP-AMP는 주로 전자 회로에서 오디오 믹서 또는 신호 애착 자로 기능합니다.여러 입력 신호를 하나의 출력 신호로 결합합니다.예를 들어, 오디오 믹싱 콘솔, 보컬 및 악기와 같은 다양한 사운드 입력 (보컬 및 악기)을 스피커 나 녹음 장치를 구동하는 단일 출력으로 합산합니다.여기서 실질적인 장점은 신호 무결성을 유지하면서 여러 입력을 처리 할 수있는 능력으로 아날로그 컴퓨팅 및 오디오 처리에 유용합니다.

2. OTA와 OPAMP의 차이점은 무엇입니까?

OTA (Operational Transconductance Amplifier) ​​및 표준 작동 증폭기 (OP-AMP)는 주로 출력 특성 및 응용 분야에서 다릅니다.OTA는 입력 전압 차이에 비례하는 현재를 출력하여 필터 및 변조기의 가변 게인 설정에 이상적입니다.반면에 OP-AMPS는 입력 전압 차이에 비례하는 전압을 출력합니다.OTA는 다른 전압 (신시사이저와 같은)으로 게인을 제어 해야하는 경우 사용되는 반면, OP-AMPS는 일반적인 신호 증폭에서 유비쿼터스입니다.

3. 반전 통합 자와 비 반전 통합 자의 차이점은 무엇입니까?

반전 및 비 반전 통합자는 아날로그 신호 처리에서 궁극적 인 작동 인 통합을 수행하는 데 사용됩니다.역 통합기는 입력 신호를 반전과 통합하는 출력을 생성하므로 신호의 위상을 180도 뒤집습니다.신호 조절과 같이 위상 역전이 필요한 곳에 일반적으로 사용됩니다.그러나 비 반전 통합자는 입력 신호의 위상을 유지합니다.응용 프로그램은 특정 유형의 필터 또는 제어 루프와 같은 위상 보존이 사용되는 경우에 더 적합합니다.

4. 어떤 증폭기가 주로 사용됩니까?

가장 일반적으로 사용되는 앰프 유형은 단계를 변경하지 않고 신호를 증폭시키는 능력으로 인해 비 반전 증폭기입니다.이 특성은 원래 신호 파형을 유지 관리하는 오디오 애플리케이션 및 일반 신호 처리에서 필요합니다.비 반전 증폭기는 높은 입력 임피던스에 선호되므로 신호 소스 로딩을 방지하고 의료 기기에서 오디오 시스템에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 적합합니다.

5. 앰프가 필요한 이유는 무엇입니까?

앰프는 신호 전력을 향상시키기 위해 전자 장치가 궁극적으로 이루어져 충실도 나 강도의 상당한 손실없이 부품 또는 장거리를 구동 할 수 있습니다.예를 들어, 오디오 장비에서 앰프는 마이크 또는 음악 플레이어에서 라우드 스피커를 운전하는 데 적합한 레벨로 약한 신호를 향상시킵니다.통신 시스템에서 앰프는 케이블이나 전파를 통해 신호 강화 신호를 강화해야하므로 정보가 목적지에 명확하고 효과적으로 도달 할 수 있습니다.

관련 블로그