บน 18/09/2024 473

LM741 OP-AMP: คุณสมบัติข้อมูลจำเพาะและแอปพลิเคชัน

LM741 OP-AMP เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับความนิยมและยืดหยุ่นบทความนี้ผ่านเค้าโครงพินฟังก์ชั่นสเป็คและวิธีการต่าง ๆ ที่ LM741 สามารถใช้ในขณะเดียวกันก็เปรียบเทียบกับรุ่นที่คล้ายกันเช่น LM358

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: LM741

LM741 op-amp คืออะไร?

LM741 OP-AMP ปรับปรุงวิธีการทำงานของวงจรและดีกว่ารุ่นเก่าเช่น LM709LM741 เป็นเครื่องขยายเสียงสูงและสามารถใช้ในวงจรหลายประเภทรวมถึงรุ่นที่มีรุ่นอื่น ๆ เช่น 709C, LM201, MC1439 และ 748 มันมีการป้องกันที่แข็งแกร่งจากการโอเวอร์โหลดUPS หรือการแกว่งนี่เป็นสิ่งที่ยอดเยี่ยมสำหรับใช้ในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และเป็นตัวเปรียบเทียบและสามารถทำงานกับแหล่งจ่ายไฟหนึ่งหรือสองตัว

การกำหนดค่าพิน LM741

ชื่อพิน	หมายเลขพิน	I/O	คำอธิบาย
ชดเชย	1	ฉัน	พินโมฆะออฟเซ็ตใช้เพื่อกำจัดแรงดันไฟฟ้าชดเชยและความสมดุล แรงดันไฟฟ้าอินพุต
อินพุตกลับด้าน	2	ฉัน	อินพุตสัญญาณกลับด้าน
อินพุตที่ไม่ได้กลับด้าน	3	ฉัน	อินพุตสัญญาณที่ไม่กลับรายการ
V-	4	ฉัน	แรงดันไฟฟ้าเชิงลบ
ชดเชย	5	ฉัน	พินโมฆะออฟเซ็ตใช้เพื่อกำจัดแรงดันไฟฟ้าชดเชยและความสมดุล แรงดันไฟฟ้าอินพุต
เอาท์พุท	6	โอ	เอาต์พุตสัญญาณ
V+	7	ฉัน	แรงดันไฟฟ้าบวก
NC	8	ฉัน	ไม่มีการเชื่อมต่อควรทิ้งไว้

รูป 2: แพ็คเกจ NAB 8-PIN CDIP หรือ PDIP Top View

รูป 3: แพ็คเกจ LMC 8 พิน TO-99 มุมมองด้านบน

ฟังก์ชั่นพิน LM741

•พิน 1: ออฟเซ็ตโมฆะ

พินนี้จับคู่กับพิน 5 ช่วยให้คุณปรับแต่งเอาต์พุตของ op-amp ได้โดยปรับแรงดันไฟฟ้าชดเชย DCเมื่อเชื่อมต่อกับโพเทนชิออมิเตอร์จะช่วยชดเชยข้อผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือกะในแรงดันไฟฟ้าชดเชยอินพุตทำให้สมดุลของเอาต์พุตเป็นศูนย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

•พิน 2: อินพุตแบบกลับด้าน (-)

พินนี้ได้รับสัญญาณอินพุตและกลับมาหากสัญญาณที่พินนี้เพิ่มขึ้นเอาต์พุตจะลดลงและหากอินพุตลดลงเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตขึ้นอยู่กับวิธีการตั้งค่าลูปข้อเสนอแนะทั่วไปในวงจรเช่นแอมพลิฟายเออร์คว่ำ (ที่เอาต์พุตตรงข้ามกับอินพุต) และในการตั้งค่าที่เพิ่มสัญญาณหลายสัญญาณเข้าด้วยกันหรือส่งสัญญาณกระบวนการทางคณิตศาสตร์

• PIN 3: อินพุตที่ไม่กลับรายการ (+)

สัญญาณที่ส่งไปยังพินนี้จะถูกขยายและเอาต์พุตโดยไม่ต้องกลับด้านหมายถึงเอาต์พุตอยู่ในเฟสที่มีอินพุตอัตราขยายหรือจำนวนสัญญาณถูกขยายจะถูกกำหนดโดยตัวต้านทานภายนอกที่เชื่อมต่อในลูปตอบรับของวงจรสิ่งสำคัญในวงจรที่เฟสสัญญาณต้องอยู่เหมือนเดิมเช่นในแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่ได้กลับรายการและผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า (สัญญาณช่วยบัฟเฟอร์)

•พิน 4: V- (จ่ายแรงดันไฟฟ้าลบ)

เชื่อมต่อกับด้านลบของแหล่งจ่ายไฟทำให้ op-amp สามารถทำงานได้ตลอดช่วงการตั้งค่าที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าทั้งบวกและลบใช้ในระบบจ่ายไฟคู่ที่ซึ่ง Op-AMP ต้องการจัดการสัญญาณที่ไปทั้งด้านบนและต่ำกว่าศูนย์โวลต์

•พิน 5: ออฟเซ็ตโมฆะ

พินนี้ทำงานร่วมกับ PIN 1 เพื่อปรับชดเชย DC ของเอาต์พุตด้วยการปรับแต่งโพเทนชิออมิเตอร์ที่เชื่อมต่อผู้ใช้สามารถสอบเทียบ Op-AMP เพื่อให้แน่ใจว่าอินพุตที่ไม่มีค่าเป็นศูนย์ส่งผลในเอาต์พุตศูนย์โวลต์เพื่อแก้ไขความไม่ตรงกันภายในเล็กน้อยใช้ในวงจรการสอบเทียบเพื่อลดข้อผิดพลาดในอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนเช่นอุปกรณ์ทดสอบและเครื่องมือที่มีความแม่นยำ

•พิน 6: เอาต์พุต

นี่คือพินที่ส่งสัญญาณที่ผ่านการประมวลผลและขยายออกมันรวมเอฟเฟกต์ของสัญญาณที่ใช้ที่พิน 2 และ 3 เข้ากับพฤติกรรมโดยรวมขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรสัญญาณขยายถูกนำมาจากพินนี้เพื่อใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ ตั้งแต่แอมพลิฟายเออร์เสียงง่าย ๆ ไปจนถึงตัวกรองที่ใช้งานอยู่และระบบประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

•พิน 7: V+ (จ่ายแรงดันไฟฟ้าบวก)

เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่เป็นบวกและกำหนดขีด จำกัด สูงสุดของเอาต์พุตของ op-ampมันให้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเพื่อให้ op-amp ทำงาน

ใช้ในวงจรแหล่งจ่ายไฟทั้งแบบเดี่ยวและคู่เพื่อช่วยให้ op-amp สร้างแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทสูงที่สุดเท่าที่จะอนุญาตให้ใช้ในเชิงบวก

•พิน 8: NC (ไม่มีการเชื่อมต่อ)

พินนี้ไม่ได้เชื่อมต่อภายในกับส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรของ Op-AMP และไม่มีบทบาทการทำงานในการทำงานของอุปกรณ์ในขณะที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับหมุดนี้บางครั้งสามารถใช้สำหรับการสนับสนุนเชิงกลมั่นใจได้ถึงความเสถียรทางกายภาพเมื่อติดตั้ง op-amp บนแผงวงจร

ข้อกำหนดของ LM741

พารามิเตอร์	อุปกรณ์	นาที	สูงสุด	หน่วย
แรงดันไฟฟ้า	LM741, LM741A	-	± 22	V
	LM741C	-	± 18	V
การกระจายพลังงาน	-		500	MW
อินพุตที่แตกต่างกัน แรงดันไฟฟ้า	-		± 30	V
แรงดันไฟฟ้าอินพุต	-		± 15	V
ลัดวงจรเอาท์พุท ระยะเวลา	-	ต่อเนื่อง		-
อุณหภูมิการทำงาน	LM741, LM741A	-50	125	° C
	LM741C	0	70	° C
อุณหภูมิทางแยก	LM741, LM741A		150	° C
	LM741C	-	100	° C
ข้อมูลบัดกรี	แพ็คเกจ PDIP (10 วินาที)		260	° C
	แพ็คเกจ CDIP หรือ TO-99 (10 วินาที)		300	° C
อุณหภูมิการจัดเก็บ tSTG		-65	150	° C

การจัดอันดับ ESD

พารามิเตอร์	คำอธิบาย	วิธีทดสอบ	ค่า	หน่วย
V(ESD)	การปล่อยไฟฟ้าสถิต	แบบจำลองร่างกายมนุษย์ (HBM) ต่อ ANSI/ESDA/JEDEC JS-001	± 400	V

เงื่อนไขการทำงานที่แนะนำ

พารามิเตอร์	อุปกรณ์	นาที	นาม	สูงสุด	หน่วย
แรงดันไฟฟ้า (VDD-GND)	LM741, LM741A	± 10	± 15	± 22	V
	LM741C	+10	+15	+18	V
อุณหภูมิ	LM741, LM741A	-55		125	° C
	LM741C	0		70	° C

ข้อมูลความร้อน

ตัวชี้วัดความร้อน		LM741			หน่วย
		LMC (TO-99)	NAB (CDIP)	P (PDIP)
		8 พิน	8 พิน	8 พิน
Rθja	ความต้านทานความร้อนทางแยกไปยังแอมป์	170	100	100	° C/W
Rθjc (ด้านบน)	ทางแยกไปยัง -case (บนสุด) ความต้านทานความร้อน	25	-	-	° C/W

ลักษณะไฟฟ้า

พารามิเตอร์	ทดสอบ เงื่อนไข		นาที	คนพิมพ์	สูงสุด	หน่วย
แรงดันไฟฟ้าชดเชย	RS ≤ 10 kΩ	Tอัน = 25 ° C	-	1	5	MV
		Tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ	-	-	6
แรงดันไฟฟ้าชดเชย ช่วงการปรับ	Tอัน = 25 ° C, VS = ± 20 V		-	± 15		MV
อินพุตออฟเซ็ตปัจจุบัน	Tอัน - 25 ° C		-	20	200	นา
	Tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ		-	85	500
กระแสอคติอินพุต	Tอัน - 25 ° C		-	80	500	นา
	Tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ		-	-	1.5	μa
ความต้านทานอินพุต	Tอัน = 25 ° C, VS = ± 20 V		0.3	2	-	MΩ
ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต	Tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ		± 12	± 13	-	V
แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ ได้รับ	VS = ± 15 V, Vโอ = ± 10 V, Rl ≥2KΩ	Tอัน = 25 ° C	50	200	-	V/ MV
		Tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ	25	-	-
แกว่งแรงดันเอาต์พุต	VS = ± 15 V	Rl ≥ 10 kΩ	± 12	± 14	-	V
		Rl ≥ 2 kΩ	± 10	± 13	-
ลัดวงจรเอาท์พุท ปัจจุบัน	ta = 25 ° C		-	25	-	MA
การปฏิเสธโหมดทั่วไป อัตราส่วน	RS ≤ 10 Ω, Vซม. = ± 12 V, tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ		80	95	-	DB
การปฏิเสธแรงดันไฟฟ้า อัตราส่วน	VS = ± 20 V ถึง VS = ± 5 V, RS ≤ 10 Ω, tอามิน ≤ tอัน ≤ tอมตะ		86	96	-	DB
การตอบสนองชั่วคราว - เวลาขึ้น	Tอัน = 25 ° C กำไรเอกภาพ		-	0.3	-	µs
การตอบสนองชั่วคราว - เกินไป			-	5%	-
อัตราการฆ่า	Tอัน = 25 ° C กำไรเอกภาพ		-	0.5	-	V/µs
จัดหากระแสไฟฟ้า	Tอัน = 25 ° C		-	1.7	2.8	MA
การใช้พลังงาน	VS = ± 15 V	Tอัน = 25 ° C	-	50	85	MW
		Tอัน = tอามิน	-	60	100
		Tอัน = tอมตะ	-	45	75

คุณสมบัติของ LM741

การป้องกันโอเวอร์โหลด: LM741 มีการป้องกันในตัวทั้งอินพุตและเอาต์พุตเพื่อป้องกันความเสียหายจากการโอเวอร์โหลด

การป้องกันการล็อค: LM741 ได้รับการออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการล็อคแม้ว่าจะเกินช่วงโหมดทั่วไปก็ตามซึ่งหมายความว่ามันจะทำงานอย่างถูกต้องโดยไม่จำเป็นต้องปิดและเปิดอีกครั้ง

ความเข้ากันได้ของพิน: LM741 สามารถแทนที่รุ่นเก่าโดยตรงเช่น LM709C, LM201, MC1439 และ LM748 ในกรณีส่วนใหญ่สิ่งนี้ทำให้ง่ายต่อการสลับชิ้นส่วนในการออกแบบที่มีอยู่

โหมดการทำงานของอุปกรณ์ของ LM74

แอมพลิฟายเออร์เปิดวง: ในโหมดนี้ LM741 ทำงานโดยไม่มีข้อเสนอแนะซึ่งหมายความว่ามันมีอัตรากำไรที่สูงมากความแตกต่างเล็ก ๆ ระหว่างอินพุตการกลับเข้าและอินพุตไม่สามารถขับเคลื่อนเอาต์พุตใกล้กับแรงดันไฟฟ้าของอุปทานเมื่อใช้วิธีนี้มันจะทำหน้าที่เหมือนตัวเปรียบเทียบ: หากอินพุตที่ไม่ได้เป็นบวกเป็นค่าบวกเอาต์พุตจะเป็นบวกและหากเป็นลบเอาต์พุตจะเป็นลบ

แอมพลิฟายเออร์วงปิด: ในการกำหนดค่านี้จะใช้ข้อเสนอแนะเชิงลบเพื่อควบคุมกำไรสิ่งนี้จะช่วยลดอัตราขยายเมื่อเทียบกับโหมดเปิดเปิดและช่วยให้พฤติกรรมโดยรวมของวงจรขึ้นอยู่กับเครือข่ายข้อเสนอแนะแทนที่จะเป็นเพียงแอมพลิฟายเออร์เองการตอบสนองของวงจรถูกกำหนดโดยฟังก์ชั่นการถ่ายโอน

แอปพลิเคชัน LM741 วงจร

การรวม LM741 เข้าสู่วงจรปลดล็อคแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริง:

•ผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้า

ในการตั้งค่าผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM741 แรงดันเอาต์พุตจะตรงกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตการกำหนดค่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแอมพลิฟายเออร์มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำซึ่งช่วยปกป้องแหล่งที่มาจากการได้รับอิทธิพลจากโหลดในส่วนต่อมาของวงจรโดยทั่วไปจะใช้เพื่อรักษาสัญญาณที่แม่นยำในวงจรตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณอินพุตไม่ได้ลดลงโดยส่วนประกอบอื่น ๆ

รูปที่ 4: วงจรผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ op-amp LM741

•แอมพลิฟายเออร์ที่ได้รับความสามัคคี

แอมพลิฟายเออร์ที่เพิ่มขึ้นของความสามัคคีด้วย LM741 จะพลิกเฟสของสัญญาณอินพุตโดยไม่ต้องเปลี่ยนความแข็งแรงสิ่งนี้มีประโยชน์ในพื้นที่เช่นระบบเสียงซึ่งจะช่วยแก้ไขปัญหาเฟสหรือสร้างเอฟเฟกต์เฉพาะโดยการย้อนกลับสัญญาณอุปกรณ์เสียงมักใช้การตั้งค่านี้เพื่อแก้ไขหรือจัดการการจัดตำแหน่งเฟสในช่องสัญญาณเสียงที่แตกต่างกัน

รูปที่ 5: วงจร Unity Gain ของ LM741

•แหล่งกระแสทวิภาคี

LM741 สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งปัจจุบันทวิภาคีให้กระแสคงที่ที่ไม่เปลี่ยนแปลงแม้ว่าทิศทางของการโหลดจะเปลี่ยนไป

รูปที่ 6: LM741 แหล่งกำเนิดกระแสคงที่ Op-amp

• AC เป็น DC Converter

ในการแปลง AC เป็น DC LM741 ช่วยเปลี่ยนกระแสสลับ (AC) เป็นกระแสตรง (DC)แอมพลิฟายเออร์ทำให้สัญญาณ AC ผันผวนทำให้การหยุดชะงักหรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

•เครื่องมือวัดเครื่องมือวัด

เมื่อแอมพลิฟายเออร์ LM741 หลายตัวรวมกันพวกเขาสามารถสร้างแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดที่ใช้เพื่อเพิ่มสัญญาณขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูงแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์เช่นเครื่อง ECG หรือ EEG และในเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสิ่งต่าง ๆ เช่นความดันหรือความเครียดโดยไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณดั้งเดิม

•เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมจัตุรัส

LM741 สามารถกำหนดค่าเพื่อสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมและใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลและวงจรกำหนดเวลาคลื่นเหล่านี้ช่วยให้วงจรหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ซิงค์โดยให้สัญญาณเวลาที่แม่นยำและแม่นยำเป็นประจำ

รูปที่ 7: เครื่องกำเนิดรูปคลื่นโดยใช้ LM741

•ตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า

ในฐานะที่เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า LM741 เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองตัวและสร้างเอาต์พุตที่แสดงว่าอันไหนสูงกว่าสิ่งนี้มีประโยชน์ในระบบเช่นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟซึ่งตัวเปรียบเทียบตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เหมาะสมและเอาต์พุตที่เสถียร

รูปที่ 8: LM741 op-amp เป็นตัวเปรียบเทียบ

•กฎระเบียบด้านแหล่งจ่ายไฟ

ในแหล่งจ่ายไฟ LM741 ช่วยควบคุมและทำให้แรงดันคงที่ทำให้แน่ใจว่าเอาต์พุตจะคงที่แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าของโหลดหรืออินพุตจะเปลี่ยนไป

•วงจรออสซิลเลเตอร์

LM741 สามารถใช้ในวงจรออสซิลเลเตอร์เพื่อสร้างสัญญาณซ้ำ ๆ เช่นคลื่นไซน์หรือคลื่นสี่เหลี่ยม

•วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

LM741 สามารถเป็นส่วนหนึ่งของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นที่แปลง AC เป็น DC โดยการประมวลผลเพียงครึ่งเดียวของสัญญาณ ACการออกแบบที่เรียบง่ายนี้ใช้ในแอพพลิเคชั่นพลังงานต่ำที่ไม่ต้องการประสิทธิภาพสูงนำเสนอวิธีง่ายๆในการใช้งานอุปกรณ์พลังงานจากแหล่งกำเนิด AC

LM741 เทียบเท่าและทางเลือก

UA741: op-amp นี้ใกล้เคียงกับ LM741 โดยมีข้อกำหนดเกือบเหมือนกัน

MC1741: การแทนที่โดยตรงอีกครั้ง MC1741 เสนอประสิทธิภาพที่เข้ากันได้และ pinout เดียวกับ LM741

TBA221: รุ่นนี้มีลักษณะการทำงานที่คล้ายกันและสามารถใช้แทนการทดแทนได้อย่างตรงไปตรงมา

LM741A: ตัวแปรของ LM741, LM741A มีการลดเสียงรบกวนที่ดีขึ้นและความแม่นยำที่ดีขึ้นเล็กน้อย

LM741C: รุ่นนี้มีความเสถียรที่เพิ่มขึ้นในช่วงการทำงานที่กว้างขึ้นในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพทั่วไปเช่นเดียวกับ LM741

TL081: op-amp นี้มีอินพุต JFET และให้ความต้านทานอินพุตที่สูงขึ้นและกระแสอคติที่ต่ำกว่าซึ่งเหมาะสำหรับวงจรอะนาล็อกที่แม่นยำ

OP07: เป็นที่รู้จักสำหรับแรงดันออฟเซ็ตอินพุตต่ำพิเศษ OP07 เหมาะสำหรับการใช้เครื่องมือวัดและการวัดที่แม่นยำ

CA3140: ด้วยขั้นตอนอินพุต MOSFET รุ่นนี้ให้อิมพีแดนซ์อินพุตสูงมากและกระแสอคติต่ำมากซึ่งยอดเยี่ยมสำหรับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์

NE5534: Op-AMP ที่มีความยาวและมีประสิทธิภาพสูงนี้ได้รับการสนับสนุนในแอปพลิเคชันเสียงเนื่องจากมีความมั่นคงและแบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้น

LM201: เวอร์ชันขั้นสูงมากขึ้น Op-AMP นี้เหมาะสำหรับการดำเนินการจัดหาครั้งเดียวและให้การป้องกันที่โอเวอร์โหลดเต็มรูปแบบ

MC1439: คล้ายกับ LM741 มาก MC1439 อาจให้การตอบสนองความถี่ที่ดีขึ้น

LM748: ทางเลือกนี้มีฟังก์ชั่นที่เปรียบเทียบได้ แต่รวมถึงการชดเชยความถี่ที่ปรับได้ซึ่งสามารถปรับแต่งได้สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ

LM741 ข้อดี

- ความมั่นคง

- ความสามารถในการปรับชดเชย

- อิมพีแดนซ์อินพุตสูง

- คุ้มค่า

- ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง

- การตอบสนองความถี่ที่สมเหตุสมผล

- ความเข้ากันได้กับ op-amps อื่น ๆ

LM741 ทำงานอย่างไร?

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM741 ทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าทั้งบวกและลบจากแหล่งจ่ายไฟมันมีสองอินพุต: อินพุตที่ไม่ได้กลับด้าน (+) ซึ่งการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าอินพุตทำให้แรงดันเอาต์พุตเพิ่มขึ้นและอินพุตกลับด้าน (-) ซึ่งการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าอินพุตทำให้แรงดันเอาต์พุตลดลงเครื่องขยายเสียงทำงานโดยเพิ่มความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่หมุดอินพุตทั้งสองนี้ลูปข้อเสนอแนะซึ่งมักจะเชื่อมต่อจากเอาต์พุตไปยังอินพุตกลับด้านมักใช้เพื่อควบคุมจำนวนสัญญาณที่ขยายออกไป

รูปที่ 9: โปรแกรมวงจร LM741

การคว่ำ op-amp

ในการกำหนดค่าการคว่ำสัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลคว่ำของ op-amp (พิน 2)ในขณะเดียวกันเทอร์มินัลที่ไม่กลับด้าน (PIN 3) เชื่อมต่อกับกราวด์หรือแรงดันอ้างอิงตัวต้านทานข้อเสนอแนะเชื่อมต่อระหว่างเอาต์พุต (PIN 6) และอินพุตแบบกลับด้าน (PIN 2)การตั้งค่านี้ทำให้สัญญาณเอาต์พุตเป็นเวอร์ชันคว่ำของอินพุตเมื่อแรงดันไฟฟ้าบวกถูกนำไปใช้กับอินพุตแบบกลับด้านเอาต์พุตจะกลายเป็นลบและเมื่อมีการใช้แรงดันลบเชิงลบเอาต์พุตจะกลายเป็นบวก

ปริมาณของการขยายหรือกำไรที่ op-amp กลับมานั้นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างตัวต้านทานสองตัว: ตัวต้านทานข้อเสนอแนะ (RF) และตัวต้านทานอินพุต (R1)กำไรถูกคำนวณโดยใช้สูตร:

ตัวอย่างเช่นถ้า คือ10kΩและ R1 คือ1kΩ, op -amp จะได้รับ -10ซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตจะเป็นเวลาสิบเท่าของแอมพลิจูดของอินพุต แต่มีขั้วตรงข้าม (กลับด้าน)

op-amp ที่ไม่ได้กลับด้าน

ในการกำหนดค่าที่ไม่ได้กลับรายการสัญญาณอินพุตจะถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลที่ไม่ได้กลับด้าน (พิน 3)เทอร์มินัลกลับด้าน (PIN 2) เชื่อมต่อกับเอาต์พุตผ่านตัวต้านทานข้อเสนอแนะในขณะที่อินพุตจะถูกป้อนเข้าสู่เทอร์มินัลที่ไม่ได้กลับด้านโดยตรงในการตั้งค่านี้เอาต์พุตยังคงมีขั้วเดียวกับอินพุตซึ่งหมายถึงแรงดันไฟฟ้าอินพุตบวกจะสร้างเอาต์พุตบวกและอินพุตเชิงลบส่งผลให้เอาต์พุตลบ

อัตราขยายในการกำหนดค่าที่ไม่ตรงกันจะถูกกำหนดโดยตัวต้านทานสองตัวเดียวกัน (RF และ R1) แต่สูตรแตกต่างกัน:

ตัวอย่างเช่นหาก RF คือ10KΩและ R1 คือ1KΩ op-amp จะได้รับ 11 ซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตจะใหญ่กว่าอินพุต 11 เท่า แต่จะเก็บขั้วเดียวกับสัญญาณอินพุต

รูปที่ 10: LM741 ไดอะแกรมบล็อกการทำงาน

จะเชื่อมต่อชิป LM741 Op-AMP เข้ากับวงจรได้อย่างไร?

ในการเชื่อมต่อ LM741 op-amp สำหรับการขยาย 10x ก่อนอื่นให้เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟบวก (+15V) กับพิน 7 และแหล่งจ่ายไฟเชิงลบ (-15V) กับพิน 4 นี่คือการเชื่อมต่อพลังงานที่จำเป็นสำหรับ op-ampเพื่อฟังก์ชั่นถัดไปเชื่อมต่อสัญญาณอินพุตกับ PIN 2 (อินพุตแบบกลับด้าน) ที่จะกลับสัญญาณเอาต์พุตสำหรับลูปข้อเสนอแนะให้วางตัวต้านทาน (RF) ระหว่างพิน 6 (เอาต์พุต) และพิน 2 ตัวต้านทานนี้ช่วยควบคุมระดับการขยายในเวลาเดียวกันเชื่อมต่อ PIN 3 (อินพุตที่ไม่กลับด้าน) เข้ากับกราวด์เพื่อให้แรงดันอ้างอิงที่เสถียร

อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์จะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของ RF (ตัวต้านทานข้อเสนอแนะ) ต่อ RIN (ตัวต้านทานระหว่างสัญญาณอินพุตและพื้นดิน) ตามสูตร: -เพื่อให้ได้กำไร 10 ให้ตั้งค่า RF เป็น 10 เท่าของค่าของ RINตัวอย่างเช่นหาก RIN คือ1KΩดังนั้น RF ควรเป็น10KΩเอาท์พุทที่มีการขยายและกลับด้านสามารถนำมาจาก PIN 6 หลังจากเชื่อมต่อทุกอย่างให้กำลังไฟวงจรและทดสอบโดยการป้อนสัญญาณเอาต์พุตควรเป็น 10 เท่าของสัญญาณอินพุต แต่กลับด้านคุณสามารถปรับอัตราขยายได้ตามต้องการโดยการปรับเปลี่ยนค่าของ RF และ RIN

รูปที่ 11: เลย์เอาต์ LM741

จะใช้ LM741 ในระยะยาวได้อย่างไร?

ขั้นแรกตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง± 10 ถึง± 22 โวลต์ (หรือทั้งหมด 20 ถึง 44 โวลต์)การออกไปข้างนอกช่วงนี้สามารถทำลายแอมพลิฟายเออร์หรือทำให้ไม่ทำงานอย่างถูกต้องนอกจากนี้ยังต้องควบคุมการใช้พลังงานเก็บไว้ภายใต้ 500 MW โดยใช้สูตร P = V × I โดยที่ V คือแรงดันไฟฟ้าอุปทานและฉันเป็นกระแสการอยู่ภายใต้ขีด จำกัด นี้จะช่วยหลีกเลี่ยงแอมพลิฟายเออร์มากเกินไปและทำให้นานขึ้น

เพื่อลดเสียงรบกวนและความไม่แน่นอนให้วางตัวเก็บประจุ decoupling 0.1 µF ใกล้กับหมุดพลังงานสิ่งนี้จะช่วยกรองเสียงรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ทำให้แอมพลิฟายเออร์เสถียรและหยุดการแกว่งที่น่ารำคาญทำให้แน่ใจว่ามันทำงานได้อย่างราบรื่นจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิรอบ ๆ เครื่องขยายเสียงรักษาอุณหภูมิระหว่าง -55 ° C และ +125 ° C เนื่องจากร้อนหรือเย็นเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหากับการทำงานของเครื่องขยายเสียง

หากแอมพลิฟายเออร์ของคุณทำงานใกล้กับขีด จำกัด พลังงานคุณควรเพิ่มอ่างล้างมือความร้อนหรือตัวเลือกการระบายความร้อนอื่น ๆ หากพื้นที่มีขนาดเล็กหรือไม่มีการไหลเวียนของอากาศที่ดีการออกแบบวงจรที่สะอาดและกะทัดรัดก็ช่วยได้เช่นกันการเชื่อมต่อที่สั้นลงระหว่างชิ้นส่วนลดสัญญาณรบกวนและการสูญเสียสัญญาณปรับปรุงทั้งประสิทธิภาพและความทนทาน

ในที่สุดตรวจสอบปกติมองหาสัญญาณของการสึกหรอเช่นการเปลี่ยนสีบนกระดานหรือเครื่องขยายเสียงและให้ความสนใจกับสัญญาณเอาท์พุทสำหรับการเปลี่ยนแปลงแปลก ๆสิ่งเหล่านี้อาจเป็นสัญญาณเริ่มต้นว่าส่วนประกอบเริ่มเสื่อมสภาพทำตามขั้นตอนเหล่านี้จะทำให้แอมพลิฟายเออร์ของคุณปลอดภัยและทำงานได้ดีเป็นเวลานาน

การเปรียบเทียบ LM741 กับ LM358

คุณสมบัติ	LM741	LM358
แรงดันไฟฟ้า	± 15V ถึง± 22V	3V ถึง 32V (อุปทานเดียว) หรือ ± 1.5V ถึง± 16V (อุปทานคู่)
กระแสอคติอินพุต	~ 80 Na	~ 45 na
แรงดันไฟฟ้าชดเชย	~ 1 mV	~ 2 mV
แบนด์วิดธ์	1 MHz	700 kHz
อัตราการฆ่า	0.5 V/μs	0.3 V/μs
ประสิทธิภาพพลังงาน	ปานกลาง	สูง
ความแม่นยำ	สูง (เนื่องจากการชดเชยที่ต่ำกว่าและกระแสอคติ)	ปานกลาง (ยอมรับได้สำหรับแอปพลิเคชันทั่วไป)
แอปพลิเคชัน	แรงดันไฟฟ้าสูงและมีความแม่นยำสูง (เช่นอินเตอร์เฟสเซ็นเซอร์ ระบบควบคุม)	วงจรพลังงานต่ำความเร็วต่ำ (เช่นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกวัน)

ตัวเลือกบรรจุภัณฑ์ LM741

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM741 มีตัวเลือกบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกันแต่ละตัวเหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะและความต้องการด้านการผลิต:

TO-99 (CAN METAL): แพ็คเกจนี้ทำจากโลหะที่แข็งแรงทำให้มีความทนทานต่อความร้อนและความทนทานมันสามารถจัดการอุณหภูมิสูงและความเครียดทางกายภาพโลหะยังป้องกันการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์มีความเสถียรในสภาพแวดล้อมด้วยเสียงไฟฟ้าจำนวนมาก

CDIP (แพ็คเกจแบบอินไลน์คู่เซรามิก): CDIP มีร่างกายเซรามิกที่ให้ความร้อนและการแยกไฟฟ้าที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับพลาสติกสิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่แม่นยำเช่นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์การวัดวัสดุเซรามิกยังปกป้องอุปกรณ์จากสิ่งต่าง ๆ เช่นการเปลี่ยนแปลงความชื้นและอุณหภูมิเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ความทนทานช่วยป้องกันปัญหาที่อาจทำให้ชีวิตของอุปกรณ์สั้นลง

PDIP (แพ็คเกจพลาสติกคู่อินไลน์): PDIP เป็นที่นิยมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเนื่องจากมีราคาไม่แพงและใช้งานง่ายในแผงวงจรมันถูกออกแบบมาสำหรับการผลิตอัตโนมัติและช่วยให้ต้นทุนการผลิตต่ำในขณะที่พลาสติกไม่แข็งแรงเท่ากับโลหะหรือเซรามิกมันทำงานได้ดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวันเช่นอุปกรณ์ที่บ้านและที่ทำงานซึ่งสภาพที่รุนแรงไม่ได้เป็นปัญหา

บทสรุป

แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM741 เป็นส่วนประกอบที่เชื่อถือได้และหลากหลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพของมันในพื้นที่เช่นแรงดันไฟฟ้าชดเชยอินพุตอัตราการฆ่าและการใช้พลังงานรวมกับความยืดหยุ่นในการกำหนดค่าแบบเปิดและวงปิดวงปิดทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับนักออกแบบความสามารถในการปรับตัวของ LM741 ความสะดวกในการรวมและคุณสมบัติต่าง ๆ เช่นการป้องกันการโอเวอร์โหลดและอิมพีแดนซ์อินพุตสูงเน้นความเกี่ยวข้องที่ยั่งยืนและให้คำแนะนำสำหรับนวัตกรรมในอนาคตในการออกแบบเครื่องขยายเสียง

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. LM741 สามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงได้หรือไม่?

ใช่ LM741 สามารถใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์เสียงแม้ว่ามันจะไม่เหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นเสียงคุณภาพสูงเนื่องจากข้อ จำกัด ในแบนด์วิดท์และประสิทธิภาพเสียงในการใช้งานจริง LM741 สามารถขยายสัญญาณเสียงพลังงานต่ำได้ดีพอสำหรับการใช้งานขั้นพื้นฐานเช่นโครงการส่วนบุคคลขนาดเล็กหรือวัตถุประสงค์ทางการศึกษาเมื่อตั้งค่าเป็นแอมพลิฟายเออร์เสียงหนึ่งจะกำหนดค่าในการตั้งค่าที่ไม่ได้กลับด้านหรือกลับด้านการเชื่อมต่อเสียงอินพุตเข้ากับหนึ่งในอินพุตของ op-amp และตั้งค่าอัตราขยายด้วยตัวต้านทานภายนอก

2. แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำสำหรับ LM741 คืออะไร?

LM741 ต้องการแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่± 5V ในการทำงานอย่างถูกต้อง แต่ทำงานได้ดีขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นถึง± 15V หรือ± 18Vในทางปฏิบัติการดำเนินงานที่แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำอาจ จำกัด ช่วงไดนามิกและหัวเรื่องของ op-amp ซึ่งอาจนำไปสู่การบิดเบือนที่เพิ่มขึ้นหรือการตัดในแอปพลิเคชันเสียง

3. มีทรานซิสเตอร์กี่ตัวใน LM741?

LM741 มี 20 ทรานซิสเตอร์ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ใช้ในขั้นตอนต่าง ๆ ภายใน op-amp รวมถึงขั้นตอนอินพุตที่แตกต่างกันขั้นตอนรับและขั้นตอนการส่งออกการกำหนดค่าภายในนี้ใช้สำหรับฟังก์ชั่นของ Op-AMP ซึ่งมีผลต่อการได้รับแบนด์วิดท์และประสิทธิภาพโดยรวม

4. ความถี่สูงสุดของ LM741 คืออะไร?

LM741 มีผลิตภัณฑ์ Gain-Bandwidth 1 MHzซึ่งหมายความว่าความถี่สูงสุดที่ op-amp สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการได้รับที่กำหนดค่าตัวอย่างเช่นที่ได้รับ 10 ความถี่สูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 100 kHzนอกเหนือจากความถี่นี้อัตราขยายเริ่มเปิดตัวส่งผลกระทบต่อความสามารถของแอมพลิฟายเออร์ในการจัดการความถี่ที่สูงขึ้นอย่างแม่นยำ

5. ความต้านทานเอาท์พุทของ LM741 op-amp คืออะไร?

ความต้านทานเอาท์พุทของ LM741 อยู่ที่ประมาณ 75 โอห์มค่านี้มีความสำคัญเมื่อพิจารณาโหลดที่ op-amp สามารถขับรถได้โดยไม่สูญเสียความแรงของสัญญาณหรือการบิดเบือนความต้านทานเอาท์พุทที่ต่ำกว่าจะดีกว่าสำหรับการขับขี่ที่หนักกว่า

6. LM741 หรือ UA741 ไหนดีกว่ากัน?

ทั้ง LM741 และ UA741 มีความคล้ายคลึงกันมากเนื่องจาก UA741 มักถูกพิจารณาว่าเทียบเท่ากับ LM741 โดยตรงตัวเลือกระหว่างพวกเขามาจากรูปแบบของผู้ผลิตเฉพาะเช่นความแตกต่างเล็กน้อยในแรงดันไฟฟ้าชดเชยกระแสอคติหรือพารามิเตอร์อื่น ๆสำหรับแอปพลิเคชันมาตรฐานส่วนใหญ่สามารถใช้แทนกันได้อย่างไรก็ตามการเลือกเฉพาะอาจขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานการกำหนดราคาหรือความแตกต่างของข้อกำหนดเล็กน้อย

7. การใช้พลังงานของ LM741 คืออะไร?

การใช้พลังงานของ LM741 ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและเงื่อนไขของการดำเนินงานการใช้พลังงานที่เงียบสงบ (พลังงานที่ใช้เมื่อ op-amp ทำงานอยู่ แต่ไม่ขับโหลด) ประมาณ 85 เมกะวัตต์ที่แหล่งจ่าย± 15Vการใช้พลังงานนี้จะเพิ่มขึ้นตามโหลดเอาต์พุตและความถี่ของการทำงาน