Το Op-amp (Operational Amplifier) είναι πολύ σημαντικό συστατικό στην Ηλεκτρονική και χρησιμοποιείται σε πολλά ηλεκτρονικά κυκλώματα για την εξυπηρέτηση διαφορετικών σκοπών. Έχουμε χρησιμοποιήσει διαφορετικά Op-amp σε πολλά κυκλώματα και έχουμε αναπτύξει μια ξεχωριστή ενότητα για Op-amp Circuits.
Το Op-amp έχει βασικά το Voltage Comparator στο εσωτερικό του, το οποίο έχει δύο εισόδους, μία είναι η είσοδος αντιστροφής και η δεύτερη είναι η είσοδος χωρίς αντιστροφή. Όταν η τάση στην είσοδο μη αναστροφής (+) είναι υψηλότερη από την τάση στην είσοδο αναστροφής (-), τότε η έξοδος του συγκριτή είναι υψηλή. Και αν η τάση της εισόδου αναστροφής (-) είναι υψηλότερη από την άκρη αντιστροφής (+), τότε η έξοδος είναι χαμηλή. Τα Op-amp έχουν μεγάλο κέρδος και συνήθως χρησιμοποιούνται ως Ενισχυτής Τάσης. Ορισμένα Op-amp έχουν περισσότερα από ένα συγκριτικά μέσα (το op-amp LM358 έχει δύο, το LM324 έχει τέσσερα) και μερικά έχουν μόνο ένα συγκριτικό όπως το LM741.
Κύκλωμα Tester Op-amp:
Μερικές φορές ξεκινάμε με ένα κύκλωμα εργασίας και μετά μετά από λίγο διαπιστώνουμε ότι το κύκλωμα δεν λειτουργεί. Μετά από ορισμένες δοκιμές διαπιστώνουμε ότι ένα από τα συστατικά έχει καεί. Τώρα πώς να ελέγξετε τα εξαρτήματα για βλάβη; Έχουμε δημιουργήσει προηγουμένως ένα Transistor Tester Circuit για να δοκιμάσουμε το τρανζίστορ και τώρα κατασκευάζουμε Simple Op-amp Tester Circuit για να δοκιμάσουμε το LM741 IC. Το IC LM741 είναι προηγμένο και χρησιμοποιείται συνήθως Op-amp ως ενισχυτής τάσης. Το διάγραμμα καρφιτσών του LM741 δίνεται παρακάτω:
Διάγραμμα κυκλώματος και εργασία:
Το κύκλωμα είναι πολύ απλό και έχουμε διατηρήσει απλό με λίγα εξαρτήματα, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν εύκολα σε breadboard ή σε PCB.
Πρέπει απλώς να τοποθετήσουμε το op-amp LM741 στη σωστή θέση και εάν το Op-amp είναι σε καλή κατάσταση, τότε η λυχνία LED θα αναβοσβήνει ή θα αναβοσβήνει και εάν το Op-amp είναι ελαττωματικό, τότε είτε η LED θα παραμείνει συνεχώς ON ή OFF.
Η λειτουργία του κυκλώματος είναι απλή, βασικά αυτό το κύκλωμα παράγει ένα τετράγωνο κύμα στην έξοδο εάν το op-amp είναι σε κατάσταση λειτουργίας, με αποτέλεσμα ένα LED που αναβοσβήνει. Όταν ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΟΥΜΕ το κύκλωμα με op-amp, αρχικά η τάση στην είσοδο χωρίς αναστροφή (+) είναι υψηλότερη από την τάση στην είσοδο αντιστροφής (-) και η έξοδος του op-amp LM741 (PIN 6) είναι υψηλή. Έτσι ο πυκνωτής C1 ξεκινά τη φόρτιση μέσω της αντίστασης R6, όταν η φόρτιση C1 υπερβαίνει την τάση στον ακροδέκτη αντιστροφής (PIN 2), τότε η έξοδος γίνεται χαμηλή. Και όταν η έξοδος πηγαίνει χαμηλή, ο πυκνωτής C1 ξεκινά να αποφορτίζεται και πάλι η τάση στον ακροδέκτη αναστροφής του συγκριτή γίνεται χαμηλότερη από τον ακροδέκτη που δεν αναστρέφει και η έξοδος πηγαίνει υψηλή. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς και παράγει τετράγωνο κύμα στην έξοδο, η οποία προκαλεί το LED να αναβοσβήνει.
Έτσι, εάν το Op-amp είναι σε κατάσταση λειτουργίας, τότε το LED θα αναβοσβήνει συνεχώς σε κανονικό διάστημα και εάν το op-amp είναι ελαττωματικό, τότε το LED θα παραμείνει ON ή OFF.
Αυτή η διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή μοιάζει πολύ με το 555 χρονοδιακόπτη IC σε λειτουργία Astable, το οποίο παράγει επίσης τετράγωνο κύμα στην έξοδο.