Đây là một ví dụ tuyệt vời về lý do tại sao các giới hạn vật lý khác nhau của các ampe kế khác nhau cần được xem xét.
Bạn nói đúng, nó không phải là một cực. Trong thực tế, nó không có gì để làm với chính mạch, hoặc ký sinh trùng ẩn hoặc bất cứ điều gì tương tự.
Có một đầu mối lớn và quan trọng ẩn trong tầm nhìn rõ ràng. Sự đột biến xảy ra với LM324. Họ không làm với TL084. Có câu trả lời của bạn, ngay tại đó. Nguyên nhân là một cái gì đó để làm với chính LM324. Nhưng TL084 có gì mà LM324 không có?
Tốc độ.
Hay cụ thể hơn, tốc độ xoay. Đó là có bao nhiêu volt trên mỗi micro giây (hoặc bất kỳ thước đo thời gian nào bạn muốn), op amp có thể xoay hoặc ngọ nguậy đầu ra của nó, bất kể mọi cân nhắc khác. Điều này khác với sự thay đổi pha. Tôi thích nghĩ về pha là một độ trễ được đưa vào, nó giống như thời gian phản ứng, nhưng op amp vẫn có thể tái tạo một cách trung thực tín hiệu đầu vào trên đầu ra của nó (hoặc bất cứ điều gì op amp được cấu hình để thực hiện), thậm chí nếu nó có thể không hoàn toàn cùng pha với đầu vào.
Tốc độ quay không phải là điều đó. Tốc độ quay không phải là tốc độ về độ trễ hoặc thời gian phản ứng. Đó là về việc tín hiệu thực sự thay đổi nhanh như thế nào. Nếu tín hiệu đầu vào thay đổi nhanh đến mức tái tạo tín hiệu khuếch đại trên đầu ra sẽ vượt quá tốc độ xoay của op amp đó ... nó sẽ không hoạt động. Các op amp không thể di chuyển nhanh như vậy.
Những gì bạn đang thấy trong trường hợp cụ thể này là chuyển nhiễu từ sóng vuông đầu tiên của LM324. Nhìn vào sóng tam giác cũng như sóng vuông trên máy hiện sóng của bạn và bạn sẽ thấy các gai
Có những ampe kế có thể quay vài nghìn volt mỗi micro giây. Đối với những op-amps rất nhanh và bóng bẩy này ... tốt, công việc kinh doanh của họ rất tệ. Và kinh doanh là tốt.
Sau đó, có các ampe kế thậm chí không thể quản lý toàn bộ volt trong một phần triệu giây. Op amps như LM324. Nó có tốc độ quay chỉ 0,5V / lần. Nói một cách thẳng thắn, nó chậm hơn một con lười trên ketamine.
Bởi vì nó rất chậm, trong mạch của bạn, nó không thể phản ứng đủ nhanh.
Rõ ràng như bùn, phải không? Hãy để tôi phá vỡ nó một chút.
Giờ kể chuyện!
Tôi xin lỗi trước, nhưng tôi sẽ nhân cách hóa op amps bởi vì, thẳng thắn, không ai nói với tôi là không.
Chúng ta hãy bỏ qua LM324 tạo ra sóng vuông, nó không thực sự là một người chơi quan trọng trong hiện tượng này. Chỉ cần ghi nhớ rằng LM324 đầu tiên chỉ ở đó để tạo ra gần với sóng vuông nhất có thể, điều khiển sóng tam giác từ LM324 thứ hai, nhọn hơn.
Bây giờ, LM324 thứ hai của chúng tôi được cấu hình là bộ lọc thông thấp, cũng có thể được xem như một bộ tích hợp.
Đối với phần đầu tiên của sóng vuông của chúng tôi, nó thấp, dưới mặt đất. Đó là ở khu vực cao nguyên, và nhà tích hợp LM324 của chúng tôi đang vui vẻ sạc tụ điện C1 đến R3. Dòng điện là một hằng số Vin_low / R3 và đầu ra của op amp tăng tuyến tính khi tụ được tích điện. Đây là những gì chúng tôi muốn, đây là những gì đang tạo ra sóng tam giác có hình dạng độc đáo mà chúng tôi xây dựng mạch để sản xuất.
Tuy nhiên, đột nhiên, một cái gì đó tai hại xảy ra cho op amp nhỏ tội nghiệp của chúng tôi. Đầu vào, bên cạnh không có cảnh báo, đã đột ngột chuyển từ Vin_low (hãy gọi nó là -1V) sang Vin_high, là + 1V! Đầu vào đã hoàn toàn đảo ngược cực, và nhanh chóng! Quá nhanh để op amp giống rùa này không bao giờ hy vọng theo kịp.
Tốc độ xoay về cơ bản làm lộ ra điện trở đầu ra khác không của op amp. Điều này đi lên với tần số cao hơn, dẫn đến mất mức tăng, cho đến khi bạn thực sự yêu cầu op amp quay nhanh nhất có thể, và bây giờ đầu ra của nó hoạt động như một vùng tuyến tính, điện trở. Nó đang cố gắng buộc đầu ra của nó nhanh như các bóng bán dẫn nhỏ có thể quản lý.
Vì vậy, những gì chúng ta có bây giờ là tất cả điện tích mà LM324 của chúng ta đã dành toàn bộ chu kỳ thấp của sóng vuông đẩy vào tụ điện, với điện áp phân cực ngược, mới, ấn tượng trên cùng một tụ điện đó. Đầu ra không thay đổi đủ nhanh, vì vậy chúng ta có được một xung hiện tại mà các cặp trở lại qua tụ điện với đầu vào.
Bạn có thể xem nó như một cách giả tạo buộc 'mặt đất' ở đầu ra, hoặc giống như một xung hiện tại làm cho đầu vào vượt quá mức, và làm cho đầu ra tăng đột biến. Đây là một vấn đề rất điển hình trong các nhà tích hợp giới hạn tốc độ như thế này.
Bây giờ, điện trở tải không thực sự loại bỏ sự tăng đột biến, nhưng một khi nó đủ thấp để nó chi phối bất cứ dòng điện nào thường cần dựa vào điện trở đầu ra của op amp (ở mức cao nhất khi bị giới hạn tốc độ xoay), thì cường độ của sự tăng đột biến sẽ giảm dần và xa hơn cho đến khi nó tốt như đã biến mất. Nó có thể chảy qua điện trở tải và ít bị ảnh hưởng bởi trở kháng / trở kháng đầu ra của op amp.
TL084 hoạt động mà không có bất kỳ điện trở tải nào vì trở kháng của nó vẫn khá thấp ngay cả tại những thời điểm tăng và giảm nhanh của đầu vào sóng 'vuông'. Nó vui mừng nhận được bộ chuyển đổi sóng vuông được đưa ra trong sải chân, trong khi nó chỉ đơn giản là gây nhầm lẫn và sợ hãi cho LM324 tội nghiệp.
Chúng ta có thể nói đây là những gì đang xảy ra bằng cách nhìn vào vị trí thực tế nơi xảy ra các đột biến. Xem làm thế nào chúng không thẳng hàng hoàn hảo với các đỉnh và thung lũng tam giác (cũng là các điểm giao nhau của sóng vuông không)? Các gai xảy ra một chút sau đó. Tôi ngửi thấy shenanigans tụ điện.
Vâng. Bạn có thể xác nhận tất cả những điều này bằng cách đo dòng điện qua C1, sau đó xem cách nó tác động đến điện áp đầu vào ngay sau R3. Che phủ sóng tam giác đi xe đạp của bạn, và tôi tin rằng bạn sẽ có thể đặt bí ẩn này theo kinh nghiệm!
Tôi đã làm hết sức để giải thích, nhưng nó không dễ dàng như vậy. Để có một lời giải thích giống như sách giáo khoa hơn, hãy xem "trang" 6.180 của Bộ khuếch đại tín hiệu của Walt Jung .
TLDR : Con lười chậm, đặc biệt là trên ketamine.
