Cursus op-amp schakelingen

Op-amp's vormen nog steeds de basis van de analoge elektronica. U kunt er vrijwel ieder analoog probleem mee oplossen. Maar hoe? Lees deze reeks artikelen en bouw alle schakelingen na op een handige experimenteerprint. Leren door te experimenteren, dus.


01 - Introductie
Ondanks de digitale revolutie speelt de analoge elektronica nog steeds een belangrijke rol. U kunt geen elektronisch apparaat bedenken of er zit nog steeds een stuk analoge elektronica in. En de kans is groot dat de ontwerpers van die elektronica minstens een paar operationele versterkers in het ontwerp hebben toegepast.
    Lees het artikel

02 - De 741 op-amp
De 741 is een van de meest universele, populaire en goedkope operationele versterkers (op-amp’s) die ooit op de markt zijn gezet. Deze op-amp gebruiken wij dan ook als basis van alle experimenten uit de reeks artikelen 'Schakelingen met operationele versterkers'.
     Lees het artikel

03 - De op-amp als bufferversterker
Bufferversterkers zijn schakelingen, die het aan de ingang aangeboden signaal zo min mogelijk beïnvloeden, maar wel als een  soort van impedantietransformator werken. De ingangsimpedantie van een buffer is zeer groot, de uitgangsimpedantie zeer laag. De spanningsversterking is gelijk aan een.
     Lees het artikel

04 - De op-amp als inverter
Vaak komt het voor dat u de absolute grootte van een signaal wilt behouden, maar dat u het signaal moet inverteren of omkeren. Denk bijvoorbeeld aan een brugversterker, waar u het audiosignaal moet inverteren alvorens het de tweede eindversterker van de brug voedt. De operationele versterker is een ideale inverter.
     Lees het artikel

05 - De op-amp als niet-inverterende versterker
Als u prijs stelt op een zeer hoge ingangsimpedantie, is een niet-inverterende op-amp versterker ideaal. Bij een niet-inverterende versterker is de uitgangsspanning bovendien in fase met de ingangsspanning. Een spanningsstijging aan de ingang heeft een spanningsstijging aan de uitgang tot gevolg.
     Lees het artikel

06 - De op-amp als inverterende versterker
De inverterende versterker is niet beroemd vanwege zijn hoge ingangsimpedantie, zoals zijn soortgenoot de niet-inverterende versterker, maar vormt wél de basis van allerlei soorten mengversterkers. Vandaar dat een nadere kennismaking met deze schakeling op haar plaats is.
     Lees het artikel

07 - De op-amp als mengversterker
Mengschakelingen zult u vaak toepassen als u zélf schakelingen gaat ontwikkelen. Denk maar aan mixers voor geluidsstudio’s, eenvoudige mengertjes voor de geluidshobbyist en allerlei geluidseffectschakelingen (echo, nagalm, basisbreedteregeling) waar steeds een mengschakeling een fundamenteel onderdeel van de elektronica vormt.
     Lees het artikel

08 - De op-amp als verschilversterker
De verschilversterker is een rekenkundige schakeling, die de bewerking A - B = C uitvoert, waarbij A, B en C analoge spanningen zijn. Verschilversterkers hebben in de analoge elektronica heel veel toepassingen, bijvoorbeeld het onderdrukken van het nulpunt van een voltmeter of het wegfilteren van brom of andere stoorsignalen.
     Lees het artikel

09 - De op-amp als differentiator
Een differentiator is een schakeling, waarvan de uitgangsspanning recht evenredig is met de snelheid waarmee de ingangsspanning van waarde verandert. Legt u aan een differentiator een constante spanning, dan zal de uitgangsspanning nul zijn. Verandert de ingangsspanning zeer snel van grootte, dan zal de differentiator een grote uitgangsspanning leveren.
     Lees het artikel

10 - De op-amp als integrator
Met een integrator kunt u een aantal pulsen omzetten in een gelijkspanning, waarvan de grootte recht evenredig is met de grootte van pulsen en met het aantal pulsen per tijdseenheid.
     Lees het artikel

11 - De op-amp als comparator
Compareren betekent vergelijken. U kunt heel veel dingen met elkaar vergelijken, maar waar we het hier over gaan hebben is uiteraard het vergelijken van de grootte van twee spanningen. Een op-amp is, dank zij zijn hoge open lus versterking, een ideaal onderdeel voor het opbouwen van een dergelijke schakeling.
     Lees het artikel

12 - De op-amp als comparator met hysteresis
Een comparator is zo gevoelig dat de uitgang al omklapt als de ingangsspanning een paar millivolt groter wordt dan de referentie. Als dat een probleem is, kunt u door het invoegen van een hysteresis de gevoeligheid van de comparator verlagen.
     Lees het artikel

13 - De op-amp als functiegenerator
De functiegenerator is het eerste experiment met op-amp's, waarbij u twee operationele versterkers moet inschakelen en waarvoor het dus nodig is dat twee 741 experimenteerprintjes ter beschikking staan. Deze schakeling is ook de eerste die iets uit zichzelf doet, namelijk mooie signalen opwekken.
     Lees het artikel

14 - De op-amp als niet-lineaire versterker
Als u de terugkoppelingsweerstand van een op-amp vervangt door een niet-lineair element zoals een diode, gaat het lineaire verband tussen de in- en uitgangsspanning verloren. De versterkingsfactor van de schakeling wordt afhankelijk van de grootte van de ingangsspanning. Hierdoor ontstaan nuttige toepassingen voor een op-amp, zoals driehoek naar sinus omzetters.
     Lees het artikel

15 - De op-amp als vensterdiscriminator
Met een vensterdiscriminator kunt u een spanning vergelijken met twee drempels. Ligt de spanning binnen de drempels, dan levert de schakeling een lage uitgang. Ligt de spanning buiten de drempels, dan levert de schakeling een hoge uitgang. Handig voor een heleboel toepassingen!
      Lees het artikel

16 - De op-amp als slope-detector
Met een slope-detector kunt u zien of een analoog signaal in grootte stijgt of daalt. Anders geformuleerd, of het signaal een positieve of negatieve helling heeft. Een van de toepassingen van een dergelijke schakeling is een analoge frequentie-verdubbelaar.
      Lees het artikel

17 - De op-amp als ideale diode
Een diode heeft geen lineaire I/U-karakteristiek. De inwendige weerstand is namelijk afhankelijk van de spanning over het onderdeel. Door een diode op te nemen in de terugkoppeling van een op-amp ontstaat een ideale diode. Een schakeling die ideaal is voor het gelijkrichten van zeer kleine wisselspanningen.
      Lees het artikel

18 - De op-amp als dubbelzijdige gelijkrichter
De in het vorige artikel uit deze serie beschreven 'ideale diode' mag dan de positieve ingangsspanning tot op de millivolt nauwkeurig volgen, met negatieve ingangsspanningen doet zij niets. Niet erg praktisch en vandaar dat wij in dit artikel de ideale diode uitbreiden tot een echt bruikbare gelijkrichter.
      Lees het artikel

19 - De op-amp als nauwkeurige gelijkrichter
Als u een wisselspanning zo goed mogelijk wilt gelijkrichten is de in dit artikel besproken schakeling ideaal. Weliswaar hebt u twee op-amp's en een aantal 1 % weerstanden nodig, maar de schakeling werkt met een ongekende nauwkeurigheid en heeft een grote bandbreedte.
      Lees het artikel

20 - De op-amp als topdetector
Als u de grootte van een piek in een signaal wilt meten kunt u gebruik maken van een topdetector. Dergelijke schakelingen worden toegepast in VU-meters in geluidstudio's waar zij ervoor zorgen dat geen enkel instrument wordt opgenomen met oversturingsvervorming. Op uw experimenteerprint kunt u er op los experimenteren met één diode en één condensator.
      Lees het artikel

21 - De op-amp als ideale topdetector
De in het vorige artikel beschreven topdetector doet wat hij moet doen, maar met beperkingen. Door het toevoegen van een extra op-amp kunt u de schakeling omvormen tot een ideale topdetector die aan alle internationale normen voldoet.
      Lees het artikel

22 - De op-amp als clampschakeling
Met een clampschakeling kunt u de toppen of de dalen van een signaal vastleggen op een bepaalde niveau. Dat wil zeggen dat de spanning van dat signaal nooit lager of hoger kan worden dan niveau. Een op-amp is een ideale schakeling voor het maken van een clamp.
      Lees het artikel

23 - De op-amp als sinusgenerator
In een van de vorige artikelen hebt u geleerd hoe u een sinusspanning kunt opwekken uit een driehoekspanning door middel van een niet-lineaire terugkoppeling. Het nadeel van deze schakeling is de relatief hoge vervorming op de sinus. Met een op-amp kunt u echter ook rechtstreeks een sinusvormige spanning opwekken en dit met een bijzonder lage vervorming!
      Lees het artikel

24 - De op-amp als rechthoekgolf generator
Met één op-amp, drie weerstanden en een condensator kunt u een schakeling bouwen die prachtige rechthoekgolven genereert. Met een kleine uitbreiding kunt u de schakeling transformeren in een pulsgenerator met instelbare pulsbreedte en frequentie.
      Lees het artikel

25 - De op-amp als flip-flop
Een op-amp is een typische analoge schakeling. In dit en volgende artikelen uit deze cursus zullen wij echter aantonen dat u een op-amp ook kunt gebruiken voor het opbouwen van de fundamentele schakelingen van de digitale elektronica. Wij beginnen met de flip-flop.
      Lees het artikel

26 - De op-amp als delay
Delay's (vertragingen) worden vaak toegepast in de digitale elektronica. Een inbraakalarm heeft een activeringsknop. Drukt u die in, dan hebt u nog twintig seconden tijd om het pand te verlaten alvorens het alarm afgaat. Deze vertraging wordt verzorgd door een delay-schakeling, die u uitstekend rond een op-amp kunt ontwerpen.
      Lees het artikel

27 - De op-amp als monostabiele multivibrator
Een monostabiele multivibrator is een schakeling die op commando van een ingangspuls met willekeurige duur een uitgangspuls van constante, maar instelbare duur, opwekt. Als u rekening houdt met de begrenzingen van op-amp schakelingen (alleen bruikbaar in systemen met lage frequenties), kunt u MMV's met succes opbouwen met deze geïntegreerde versterkers.
      Lees het artikel

28 - De op-amp als poort
Poorten zijn dé basisschakelingen van de digitale techniek. Wie heeft er nog nooit met een NAND-je of een OR-tje gewerkt? Er zijn vier basispoorten: AND, NAND, OR en NOT. Deze vier puur digitale schakelingen kunt u op een eenvoudige manier ook met een op-amp opbouwen.
      Lees het artikel

29 - De op-amp als tiptoets
Met een op-amp en een paar passieve onderdelen kunt u een prachtig werkende aanraakschakelaar samenstellen, ook wel tiptoets genoemd. Een dergelijke schakelaar heeft als voordeel dat u geen last hebt van de beruchte contactdender die alle mechanische drukknoppen vertonen.
      Lees het artikel

30 - De op-amp als trapspanningsgenerator
Een trapspanning zult u waarschijnlijk niet vaak nodig hebben. Maar het is handig om te weten dat u, in zo'n zeldzaam geval, een beroep kunt doen op een op-amp om zo'n spanning te genereren.
   Lees het artikel

31 - De op-amp als rimpelfilter
Soms zit er op een te meten spanning een vervelende rimpelspanning. Als u deze rimpel uit het signaal wilt verwijderen kunt u gebruik maken van de laatste schakeling die wij in deze op-amp cursus bespreken: het rimpelfilter.
   Lees het artikel

32 - tot slot van deze cursus
In dertig experimenten hebben wij toepassingen van operationele versterkers belicht, die u in uw ontwerp praktijk vaak van pas zullen komen. Nu sluiten wij deze cursus af met een paar handige slotopmerkingen.
   Lees het artikel


(Banggood sponsor advertentie)
Via GSM bedienbaar relais