Принцип работы оу: Операционный усилитель. Принцип работы и схемы включения.

Операционный усилитель. Принцип работы и схемы включения.

Продолжаем изучать основы электроники на нашем сайте, и героем сегодняшней статьи будет еще одно замечательное устройство – а именно операционный усилитель. Сегодня разберемся, что это вообще такое, как он работает, ну и парочку основных схем по традиции разберем 🙂

Итак, по определению ОУ – это дифференциальный усилитель постоянного тока с очень большим коэффициентом усиления и несимметричным выходом. Теперь разберемся, что это значит…

ОУ имеет два входа и один выход. Один из этих входов называют неинвертирующим и обозначают на схемах плюсом, второй, соответственно, является инвертирующим. Так вот, напряжение на выходе ОУ определяется следующим образом:

U_{вых} = K(U_+\medspace-\medspace U_-)

K – это коэффициент усиления операционника, обычно он имеет значения порядка 100000 – 1000000. Из формулы видим, что в случае, когда сигналы на обоих входах ОУ равны, на выходе ноль. Если, например, потенциал инвертирующего входа (-) стал более положительным, чем потенциал неинвертирующего входа (+), то выходной сигнал изменится в отрицательном направлении. В этом и заключается работа операционного усилителя.

Помимо уже упомянутых входов и выхода ОУ имеет также выводы для подачи питания, и вот как выглядит его обозначение на принципиальных схемах:

Чаще всего в схемах на операционниках используется обратная связь, поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи слишком уж велик 🙂 В замечательной книге Хоровица и Хилла приведены несколько, а точнее два правила, которые определяют как работает операционник в схемах с обратной связью.

• Итак, первое правило заключается в том, что входы ОУ не потребляют ток. Конечно, в реальности потребление все-таки есть, поскольку идеального ничего не бывает, но это потребление составляет единицы нА, а то и меньше.
• Второе правило заключается в том, что выход ОУ стремится к тому, чтобы разность напряжений между его входами была равна нулю. Вот эта формулировка мне, честно говоря, не слишком нравится. А суть тут заключается в том, что часть выходного напряжения через цепь обратной связи передается на вход и в результате этого потенциал обоих входов ОУ выравнивается.

Для того, чтобы разобраться в работе операционного усилителя, давайте рассмотрим пару-тройку схем. И начнем со схемы неинвертирующего усилителя (кстати на схемах порой опускают обозначение выводов для подачи питания на ОУ, мы, пожалуй, тоже так поступим 🙂 ):

Для начала определим, какое же значение напряжения мы получим на выходе, подав на вход U_{вх}. Как следует из второго правила – операционник с обратной связью “добьется” того, чтобы потенциалы входов выровнялись, а это значит, что:

U_- = U_{вх}

Но в то же время R_1 и R_2 образуют делитель напряжения и тогда:

U_- = \frac{U_{вых}\medspace R_1}{R_1\medspace+\medspace R_2}

Приравниваем эти два значения и получаем, что:

U_{вых} = U_{вх}\medspace (1 + \frac{R_2}{R_1})

K_{ус} = \frac{U_{вых}}{U_{вх}} = 1\medspace+\medspace\frac{R_2}{R_1}

Получили такой вот коэффициент усиления для неинвертирующего усилителя на операционном усилителе с обратной связью.

Давайте рассмотрим конкретный пример, чтобы еще лучше понять работу данной схемы. Пусть будут такие номиналы: R_2 = 10\medspace КОм , R_1 = 1\medspace КОм. На вход подадим 1 В. В этом случае напряжение на выходе ОУ начнет расти, поскольку (U_+\medspace-\medspace U_- > 0).

И расти оно будет до тех пор, пока потенциал на инвертирующем (-) выходе не станет равен 1 В (так как на неинвертирующем входе (+) у нас как раз-таки 1 В). Остается определить, при каком выходном значении напряжения, U_- будет равно 1 В. Входы ОУ ток не потребляют, значит ток протекает по цепи выход – R_2 – R_1 – земля:

I = \frac{U_{вых}}{R_1\medspace+\medspace R_2} = \frac{U_-}{R_1}

Из этого равенства без проблем определим U_{вых}, при значении U_- равном 1 В:

U_{вых} = U_-\frac{R_1\medspace+\medspace R_2}{R_1}

Подставив наши значения, получим U_{вых} = 11\medspace В. Это подтверждает верность выведенной нами ранее формулы U_{вых} = U_{вх}\medspace(1 + \frac{R_2}{R_1}) 🙂

С неинвертирующим усилителем разобрались, давайте рассмотрим еще одну схему – инвертирующий усилитель.

В принципе работает эта схема практически так же, как предыдущая. На неинвертирующем (+) входе потенциал земли, значит на инвертирующем тоже будет такой же потенциал. То есть:

U_- = 0

Не забываем, что ток входы ОУ не потребляют, а значит ток протекает по цепи выход – R_2 – R_1 – вход и равен он:

I = \frac{U_{вых}\medspace-\medspace U_-}{R_2} = \frac{U_-\medspace-\medspace U_{вх}}{R_1}

Отсюда нам остается только выразить U_{out} и определить коэффициент усиления цепи:

U_{вых} = -U_{вх}\medspace\frac{R_2}{R_1}

K_{ус} = -\frac{R_2}{R_1}

Сразу же становится понятно, почему усилитель называется инвертирующим 🙂 Сигналы на входе и на выходе разных знаков.

В завершение рассмотрим, пожалуй, еще одну небольшую схемку, а именно схему повторителя на операционном усилителе с обратной связью:

Если внимательно посмотреть на эту схему, то становится понятно, что это всего лишь неинвертирующий усилитель, у которого R_1 равно бесконечности, а R_2 равно нулю. Подставив эти значения в формулу для U_{out} получим:

U_{вых} = U_{вх}\medspace(1\medspace+\medspace\frac{R_2}{R_1}) = U_{вх}

Таким образом, напряжение на выходе повторяет сигнал на входе! Огромный плюс такого повторителя заключается в том, что его входной импеданс огромен, а выходной, напротив, мал.

Наверно, на этом сегодня закончим, а в следующей статье рассмотрим и проанализируем какие-нибудь схемки посложнее 🙂 До скорых встреч!

Операционные усилители. Виды и работа. Питание и особенности

Операционные усилители являются одними из основных компонентов в современных аналоговых электронных устройствах. Благодаря простоте расчетов и отличным параметрам, операционные усилители легки в применении. Их также называют дифференциальными усилителями, так как они способны усилить разность входных напряжений.

Особенно популярно использование операционных усилителей в звуковой технике, для усиления звучания музыкальных колонок.

Обозначение на схемах

Из корпуса усилителя обычно выходят пять выводов, из которых два вывода – входы, один – выход, остальные два – питание.

Принцип действия

Существуют два правила, помогающие понять принцип действия операционного усилителя:

1. Выход операционного усилителя стремится к нулевой разности напряжений на входах.
2. Входы усилителя не расходуют ток.

Первый вход обозначен «+», он называется неинвертирующим. Второй вход обозначен знаком «–», считается инвертирующим.

Входы усилителя имеют высокое сопротивление, называемое импедансом. Это позволяет расходовать ток на входах в несколько наноампер. На входе происходит оценка величины напряжений. В зависимости от этой оценки усилитель выдает на выход усиленный сигнал.

Большое значение имеет коэффициент усиления, который иногда достигает миллиона. Это означает, что если на вход подать хотя бы 1 милливольт, то на выходе напряжение будет равно величине напряжения источника питания усилителя. Поэтому операционники не применяют без обратной связи.

Входы усилителя действуют по следующему принципу: если напряжение на неинвертирующем входе будет выше напряжения инвертирующего входа, то на выходе окажется наибольшее положительное напряжение. При обратной ситуации на выходе будет наибольшее отрицательное значение.

Отрицательное и положительное напряжение на выходе операционного усилителя возможно из-за использования источника питания, обладающего расщепленным двуполярным напряжением.

Питание операционного усилителя

Если взять пальчиковую батарейку, то у нее два полюса: положительный и отрицательный. Если отрицательный полюс считать за нулевую точку отсчета, то положительный полюс покажет +1,5 В. Это видно по подключенному мультиметру.

Взять два элемента и подключить их последовательно, то получается следующая картина.

Если за нулевую точку принять отрицательный полюс нижней батарейки, а напряжение измерять на положительном полюсе верхней батарейки, то прибор покажет +10 вольта.

Если за ноль принять среднюю точку между батарейками, то получается источник двуполярного напряжения, так как имеется напряжение положительной и отрицательной полярности, равной соответственно +5 вольта и -5 вольта.

Существуют простые схемы блоков с расщепленным питанием, использующиеся в конструкциях радиолюбителей.

Питание на схему подается от бытовой сети. Трансформатор понижает ток до 30 вольт. Вторичная обмотка в середине имеет ответвление, с помощью которого на выходе получается +15 В и -15 В выпрямленного напряжения.

Разновидности

Существует несколько разных схем операционных усилителей, которые стоит рассмотреть подробно.

Инвертирующий усилитель

Такая схема является основной. Особенностью этой схемы является то, что операционники характеризуются кроме усиления, еще и изменением фазы. Буква «k» обозначает параметр усиления. На графике изображено влияние усилителя в данной схеме.

Синий цвет отображает входной сигнал, а красный цвет – выходной сигнал. Коэффициент усиления в этом случае равен: k = 2. Амплитуда сигнала на выходе в 2 раза больше, сигнала на входе. Выходной сигнал усилителя перевернут, отсюда и его название. Инвертирующие операционные усилители имеют простую схему:

Такие операционные усилители стали популярными из-за своей простой конструкции. Для вычисления усиления применяют формулу:

Отсюда видно, что усиление операционника не зависит от сопротивления R3, поэтому можно обойтись без него. Здесь он применяется для защиты.

Неинвертирующие операционные усилители

Эта схема подобна предыдущей, отличием является отсутствие инверсии (перевернутости) сигнала. Это означает сохранение фазы сигнала. На графике изображен усиленный сигнал.

Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя также равен: k = 2. На вход подается сигнал в форме синусоиды, на выходе изменилась только ее амплитуда.

Эта схема не менее простая, чем предыдущая, в ней имеется два сопротивления. На входе сигнал подается на плюсовой вывод. Для расчета коэффициента усиления требуется использовать формулу:

Из нее видно, что коэффициент усиления не бывает меньше единицы, так как сигнал не подавляется.

Схема вычитания

Эта схема дает возможность создания разности двух сигналов на входе, которые могут быть усилены. На графике показан принцип действия дифференциальной схемы.

Такую схему усилителя еще называют схемой вычитания.

Она имеет более сложную конструкцию, в отличие от рассмотренных ранее схем. Для расчета выходного напряжения пользуются формулой:

Левая часть выражения (R3/R1) определяет коэффициент усиления, а правая часть (Ua – Ub) является разностью напряжений.

Схема сложения

Такую схему называют интегрированным усилителем. Она противоположна схеме вычитания. Особенностью ее является возможность обработки больше двух сигналов. На таком принципе действуют все звуковые микшеры.

Эта схема показывает возможность суммирования нескольких сигналов. Для расчета напряжения применяется формула:

Схема интегратора

Если в схему добавить конденсатор в обратную связь, то получится интегратор. Это еще одно устройство, в котором используются операционные усилители.

Схема интегратора подобна инвертирующему усилителю, с добавлением емкости в обратную связь. Это приводит к зависимости работы системы от частоты сигнала на входе.

Интегратор характеризуется интересной особенностью перехода между сигналами: сначала прямоугольный сигнал преобразуется в треугольный, далее он переходит в синусоидальный. Расчет коэффициента усиление проводится по формуле:

В этой формуле переменная ω = 2πf повышается с возрастанием частоты, следовательно, чем больше частота, тем коэффициент усиления меньше. Поэтому интегратор может действовать в качестве активного фильтра низких частот.

Схема дифференциатора

В этой схеме получается обратная ситуация. На входе подключена емкость, а в обратной связи подключено сопротивление.

Судя по названию схемы, ее принцип работы заключается в разнице. Чем больше скорость изменения сигнала, тем больше величина коэффициента усиления. Этот параметр дает возможность создавать активные фильтры для высокой частоты. Коэффициент усиления для дифференциатора рассчитывается по формуле:

Это выражение обратно выражению интегратора. Коэффициент усиления повышается в отрицательную сторону с возрастанием частоты.

Аналоговый компаратор

Устройство компаратора сравнивает два значения напряжения и переводит сигнал в низкое или высокое значение на выходе, в зависимости от состояния напряжения. Эта система включает в себя цифровую и аналоговую электронику.

Особенностью этой системы является отсутствие в основной версии обратной связи. Это означает, что сопротивление петли очень велико.

На плюсовой вход подается сигнал, а на минусовой вход подается основное напряжение, которое задается потенциометром. Ввиду отсутствия обратной связи коэффициент усиления стремится к бесконечности.

При превышении напряжения на входе величины основного опорного напряжения, на выходе получается наибольшее напряжение, которое равно положительному питающему напряжению. Если на входе напряжение будет меньше опорного, то выходным значением будет отрицательное напряжение, равное напряжению источника питания.

В схеме аналогового компаратора имеется значительный недостаток. При приближении значений напряжения на двух входах друг к другу, возможно частое изменение выходного напряжения, что обычно приводит к пропускам и сбоям в работе реле. Это может привести к нарушению работы оборудования. Для решения этой задачи применяют схему с гистерезисом.

Аналоговый компаратор с гистерезисом

На рисунке показана схема действия схемы с гистерезисом, которая аналогична предыдущей схеме. Отличием является то, что выключение и включение не происходит при одном напряжении.

Направление стрелок на графике указывает направление перемещения гистерезиса. При рассмотрении графика слева направо видно, что переход к более низкому уровню осуществляется при напряжении Uph, а двигаясь справа налево, напряжение на выходе достигнет высшего уровня при напряжении Upl.

Такой принцип действия приводит к тому, что при равных значениях входных напряжений, состояние на выходе не изменяется, так как для изменения требуется разница напряжений на существенную величину.

Такая работа схемы приводит к некоторой инертности системы, однако это более безопасно, в отличие от схемы без гистерезиса. Обычно такой принцип действия применяется в нагревательных приборах с наличием термостата: плиты, утюги и т.д. На рисунке изображена схема усилителя с гистерезисом.

Напряжения рассчитываются по следующим зависимостям:

Повторители напряжения

Операционные усилители часто применяются в схемах повторителей напряжения. Основной особенностью этих устройств является то, что в них не происходит усиления или ослабления сигнала, то есть, коэффициент усиления в этом случае равен единице. Такая особенность связана с тем, что петля обратной связи имеет сопротивление, равное нулю.

Такие системы повторителей напряжения чаще всего используются в качестве буфера для увеличения нагрузочного тока и работоспособности устройства. Так как входной ток приближен к нулю, а ток на выходе зависит от вида усилителя, то есть возможность разгрузки слабых источников сигнала, например, некоторых датчиков.

Похожие темы:

что это такое, принцип работы, схемы включения

В радиоэлектронике и микросхемотехнике широкое распространение получил операционный усилитель (ОУ). Он обладает отличными техническими характеристиками (ТХ) по усилению сигналов. Чтобы понять сферы применения ОУ, нужно узнать его принцип действия, схему подключения и основные ТХ.

Что такое операционный усилитель

ОУ — интегральная микросхема (ИМС), основным предназначением которой является усиление значения постоянного тока. Она имеет только один выход, который называется дифференциальным. Этот выход обладает высоким коэффициентом, усиливающим сигнал (Kу). ОУ в основном применяются при построении схем с отрицательной обратной связью (ООС), которая при основной ТХ по усилению и определяет Kу исходной схемы. ОУ применяются не только в виде отдельных ИМС, но и в разных блоках сложных устройств.

У ОУ 2 входа и 1 выход, а также есть выводы для подключения источника питания (ИП). Принцип действия операционного усилителя прост. Существует 2 правила, взятых за основу. Правила описывают простые процессы работы ИМС, происходящие в ОУ, и как работает ИМС, понятно даже чайникам. На выходе разность напряжений (U) равна 0, а входы ОУ почти не потребляют ток (I). Один вход называется неинвертирующим (V+), а другой является инвертирующим (V-). Кроме того, входы ОУ обладают высоким сопротивлением (R) и практически не потребляют I.

Чип сравнивает значения U на входах и выдает сигнал, предварительно усиливая его. Kу ОУ имеет высокое значение, достигающее 1000000. Если произойдет подача низкого U на вход, то на выходе возможно получить величину, равную U источника питания (Uип). Если U на входе V+ больше, чем на V-, то на выходе получится максимальное положительное значение. При запитывании положительным U инвертирующего входа на выходе будет максимальная величина отрицательного напряжения.

Основным требованием для работы ОУ является применение двухполярного ИП. Возможно применение однополярного ИП, но при этом возможности ОУ сильно ограничиваются. Если использовать батарейку и принять за 0 ее плюсовую сторону, то при измерении значений получится 1,5 В. Если взять 2 батарейки и соединить их последовательно, то произойдет сложение U, т.е. прибор покажет 3 В.

Если принять за ноль минусовой вывод батарейки, то прибор покажет 3 В. В другом случае, если принять за 0 плюсовой вывод, то получается -3 В. При использовании в качестве нуля точки между двумя батарейками получится примитивный двухполярный ИП. Проверить исправность ОУ можно только при подключении его в схему.

Виды и обозначения на схеме

С развитием электросхемотехники операционные усилители постоянно совершенствуются и появляются новые модели.

Классификация по сферам применения:

1. Индустриальные — дешевый вариант.
2. Презиционные (точная измерительная аппаратура).
3. Электрометрические (малое значение Iвх).
4. Микромощные (потребление малого I питания).
5. Программируемые (токи задаются при помощи I внешнего).
6. Мощные или сильноточные (отдача большего значения I потребителю).
7. Низковольтные (работают при U<3 В).
8. Высоковольтные (рассчитаны на высокие значения U).
9. Быстродействующие (высокая скорость нарастания и частота усиления).
10. С низким уровнем шума.
11. Звуковой тип (низкий коэффициент гармоник).
12. Для двухполярного и однополярного типа электрического питания.
13. Разностные (способны измерять низкие U при высоких помехах). Применяются в шунтах.
14. Усилительные каскады готового типа.
15. Специализированные.

По входным сигналам ОУ делятся на 2 типа:

1. С 2 входами.
2. С 3 входами. 3 вход применяется для расширения функциональных возможностей. Обладает внутренней ООС.

Схема операционного усилителя достаточно сложная, и не имеет смысла его изготавливать, а радиолюбителю нужно только знать правильную схему включения операционного усилителя, но для этого следует понимать расшифровку его выводов.

Основные обозначения выводов ИМС:

1. V+ — неинвертирующий вход.
2. V- — инвертирующий вход.
3. Vout — выход.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) — плюсовая клемма ИП.
4. Vs- (Vss, Vee, Vcc-) — минус ИП.

Практически в любом ОУ присутствуют 5 выводов. Однако в некоторых разновидностях может отсутствовать V-. Существуют модели, которые обладают дополнительными выводами, которые расширяют возможности ОУ.

Выводы для питания необязательно обозначать, т.к. это увеличивает читабельность схемы. Вывод питания от положительной клеммы или полюса ИП располагают вверху схемы.

Основные характеристики

ОУ, как и другие радиодетали, имеют ТХ, которые можно разделить на типы:

1. Усилительные.
2. Входные.
3. Выходные.
4. Энергетические.
5. Дрейфовые.
6. Частотные.
7. Быстродействие.

Коэффициент усиления является основной характеристикой ОУ. Он характеризуется отношением выходного сигнала ко входному. Его еще называют амплитудной, или передаточной ТХ, которая представлена в виде графиков зависимости. К входным относятся все величины для входа ОУ: Rвх, токи смещения (Iсм) и сдвига (Iвх), дрейф и максимальное входное дифференциальное U (Uдифмакс).
Iсм служит для работы ОУ на входах. Iвх нужен для функционирования входного каскада ОУ. Iвх сдвига — разность Iсм для 2 входных полупроводников ОУ.

Во время построения схем нужно учитывать эти I при подключении резисторов. Если Iвх не учитывать, то это может привести к созданию дифференциального U, которое приведет к некорректной работе ОУ.
Uдифмакс — U, которое подается между входами ОУ. Его величина характеризует исключение повреждения полупроводников каскада дифференциального исполнения.

Для надежной защиты между входами ОУ подключаются встречно-параллельно 2 диода и стабилитрона. Дифференциальное входное R характеризуется R между двумя входами, а синфазное входное R — величина между 2 входами ОУ, которые объединены, и массой (земля). К выходным параметрам ОУ относятся выходное R (Rвых), максимальное выходное U и I. Параметр Rвых должен быть меньшим по значению для обеспечения лучших характеристик усиления.

Для достижения маленького Rвых нужно применять эмиттерный повторитель. Iвых изменяется при помощи коллекторного I. Энергетические ТХ оцениваются максимальной мощностью, которую потребляет ОУ. Причина некорректной работы ОУ — разброс ТХ полупроводников дифференциального усилительного каскада, зависящего от температурных показателей (температурный дрейф). Частотные параметры ОУ являются основными. Они способствуют усилению гармонических и импульсных сигналов (быстродействие).

В ИМС ОУ общего и специального вида включается конденсатор, предотвращающий генерацию высокочастотных сигналов. На частотах с низким значением схемы обладают большим коэффициентом Kу без обратной связи (ОС). При ОС используется неинвертирующее включение. Кроме того, в некоторых случаях, например при изготовлении инвертирующего усилителя, ОС не используется. Кроме того, у ОУ есть динамические характеристики:

1. Скорость нарастания Uвых (СН Uвых).
2. Время установления Uвых (реакция ОУ при скачке U).

Где применяются

Существует 2 вида схем ОУ, которые различаются способом подключения. Главный недостаток ОУ — непостоянство Kу, зависящего от режима функционирования. Основные сферы применения — усилители: инвертирующий (ИУ) и неинвертирующий (НИУ). В схеме НИУ Kу по U задается резисторами (сигнал нужно подавать на вход). ОУ содержит ООС последовательного типа. Эта связь выполнена на одном из резисторов. Она подается только на V-.

В ИУ происходит сдвиг сигналов по фазе. Для изменения знака выходного отрицательного напряжения необходима параллельная ОС по U. Вход, который является неинвертирующим, нужно заземлить. Входной сигнал через резистор подается на инвертирующий вход. Если неинвертирующий вход уходит на землю, то разность U между входами ОУ равна 0.

Можно выделить устройства, в которых применяются ОУ:

1. Предусилители.
2. Усилители звуковых и видеочастотных сигналов.
3. Компараторы U.
4. Дифусилители.
5. Диференциаторы.
6. Интеграторы.
7. Фильтрующие элементы.
8. Выпрямители (повышенная точность выходных параметров).
9. Стабилизаторы U и I.
10. Вычислители аналогового типа.
11. АЦП (аналого-цифровые преобразователи).
12. ЦАП (цифро-аналоговые преобразователи).
13. Устройства для генерации различных сигналов.
14. Компьютерная техника.

Операционные усилители и их применение получили широкое распространение в различной аппаратуре.

Описание операционного усилителя: определение, схемы, принцип работы

 Определение операционного усилителя

Операционный усилитель (ОУ) — это высококачественный усилитель, предназначенный для усиления как постоянных, так и переменных сигналов. Ранее такие усилители использовали главным образом в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения математических операций (сложения, вычитания и т. д.). Это объясняет происхождение термина «операционный». В настоящее время очень широко используются операционные усилители в виде полупроводниковых интегральных схем. Эти схемы содержат большое число (десятки) элементов (транзисторов, диодов и т. д.), но по размерам и стоимости приближаются к отдельным транзисторам. Оказалось, что операционные усилители очень удобно использовать для решения самых различных задач преобразования и генерирования маломощных сигналов, поэтому эти усилители очень широко используются на практике.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

При инженерной разработке электронных устройств на основе операционных усилителей полезно иметь представление о внутренней структуре операционных усилителей, особенно об устройстве входных и выходных каскадов, что помогает правильно решать вопросы согласования операционных усилителей с источниками входных сигналов и приемниками преобразованных сигналов.

Однако во многих случаях нет необходимости учитывать особенности электронной схемы, реализованной в том или ином операционном усилителе. При этом операционный усилитель рассматривается как «черный ящик», который описывается характеристиками и параметрами, соответствующими токам и напряжениям только внешних выводов. Особенности электрических процессов во внутренних цепях операционного усилителя при таком подходе не учитываются. Именно поэтому начальные сведения по операционным усилителям даются в начальном разделе курса электроники, в котором изучают электронные приборы (диоды, транзисторы и т. д.).

Вообще следует отметить, что при обращении к тому или иному объекту как электроники, так и других областей науки и техники всегда можно выделить следующие две тенденции.

Первая тенденция состоит в стремлении как можно подробнее изучить и учесть внутреннюю структуру и внутренние процессы объекта, а вторая — в стремлении охарактеризовать объект так, чтобы эта структура и эти процессы учитывались как можно меньше. В отношении операционного усилителя можно сказать, что представление его в форме «черного ящика» значительно упрощает анализ электронных схем и обычно дает вполне приемлемые практические результаты.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Рассмотрим наиболее широко используемые разновидности операционных усилителей, для питания которых применяются два источника напряжения (обычно +15 В и −15 В). По-другому это называют питанием от источника с нулевым выводом или от расщепленного источника ±15 В.

Схемы операционного усилителя

Приведем один из вариантов условного графического обозначения операционного усилителя (рис. 1.133).

Обозначение общего вывода «0V» расшифровывается как «ноль вольт». Для уяснения назначения выводов изобразим типичную схему на операционном усилителе — схему инвертирующего усилителя (рис. 1.134).

Ниже будет показано, что если входное напряжение uвх достаточно мало по модулю, то выходное напряжение uвых определяется выражениемu вых= −uвх·Rос/R1

Часто на схемах выводы +U, − U и 0V не указывают (но, естественно, подразумевают) и используют упрощенное условное графическое обозначение (рис. 1.135). При этом приведенная выше типичная схема приобретает упрощенный вид (рис. 1.136).

В литературе, особенно зарубежной, часто используют условные графические обозначения, не соответствующие стандарту, принятому у нас (рис. 1.137).

Обозначим напряжения на выводах операционного усилителя (рис. 1.138).

Напряжение uдиф между инвертирующим и неинвертирующим входами называют дифференциальным напряжением (дифференциальным сигналом). Ясно, что uдиф =u+−u−Операционные усилители конструируют таким образом, чтобы они как можно больше изменяли напряжение uвых при изменении дифференциального сигнала (т. е. разности u+−u−) и как можно меньше изменяли напряжение uвых при одинаковом изменении напряжений u+ и u−.

Пусть uдиф= 0. Сделаем обозначение:uсф=u+=u− Напряжение u сф называют синфазным напряжением (синфазным сигналом).

Используя этот термин, можно сказать, что операционные усилители конструируют таким образом, чтобы влияние синфазного сигнала на выходное напряжение было как можно меньше.

Углекислотный огнетушитель: характеристики, назначение, применение

Углекислотный огнетушитель – это закачной огнетушитель высокого давления с зарядом жидкой двуокиси углерода, находящийся под давлением ее насыщенных паров. Углекислотный огнетушитель – один из видов первичных средств пожаротушения. Его баллон заполнен составом двуокиси углерода, находящегося под высоким давлением закаченного внутрь газа. Применение углекислотных огнетушителей широко распространено в промышленности и быту.

Огнетушителей разных видов, типов, размеров, массы, принципов использования за последнее время изобретено немало – от простейшего водного, химического пенного до переносного устройства, тушащего огонь мелкодисперсным порошком, углекислым газом или хладонами.

В статье речь пойдет о наиболее универсальном изделии, пригодном для использования в большинстве случаев/ситуаций, одном из лидеров первичных средств пожаротушения.

Назначение

Назначение углекислотных огнетушителей

Огнетушители как первичные средства пожаротушения, заполненные углекислотой, незаменимы как средство тушить пожары там, где с другим видом огнетушащего вещества это сделать невозможно, смертельно опасно для жизни…..или нецелесообразно использовать из-за попадания на дорогостоящее и ценное производственное оборудование, электрическую аппаратуру, приборы, бытовую технику воды, химической пены, порошка, что приводило еще к большему материальному ущербу. Напротив, СО

2 в ходе тушения просто быстро испаряется, не оставляя абсолютно никаких следов – загрязнений и повреждений.

Поэтому углекислотный огнетушитель востребован и сейчас для тушения:

• Любого производственного/бытового электрического оборудования – установок, приборов, аппаратов управления и контроля под рабочим напряжением до 1000 В; при отключении питания – трансформаторных установок, распределительных устройств до 10 кВ.
• Компьютерной техники в офисных помещениях, сверхценного оборудования центров обработки/хранения больших массивов данных, кинопроекционной аппаратуры зрительных залов.
• Выставленных, хранящихся художественных ценностей в картинных галереях, музеях, экспозиционных залах; важных документов, изданных на бумаге, в государственных архивах.
• Рекомендован он и к применению в жилом секторе, но там он также редок как белый гриб в пустыне. Мало кто из собственников приобретает такие огнетушители, за исключением разве что владельцев личных автомобилей, в том числе для установки в гаражах, мастерских.
• Различных транспортных средств – от мотоцикла, малолитражки до электропоезда, морского/океанского грузового судна.
• Горящих с участием кислорода большинства веществ.

За исключением:

• Металлов калия, натрия в чистом виде.
• Магния, алюминия, а также сплавов на их основе.
• Бумажной, древесной пыли, опилок, хлопка-сырца.
• Горящей одежды на теле человека.
• Полимерных, пирофорных веществ, а также других материалов, исходного сырья, готовой продукции, которые могут гореть без контакта с воздушной средой, тлеть внутри собственного объема.

Применение углекислотного огнетушителя

Это напрямую связано с уникальными физико-химическими свойствами жидкой углекислоты, хранящейся в корпусе огнетушителя, а также газообразного СО₂, выходящего под большим давлением/скоростью из его раструба при использовании для тушения первичного очага пожара:

• При выходе из корпуса огнетушителя, увеличиваясь до 500 раз в объеме, она резко охлаждается, вплоть до частичной кристаллизации, при этом температура углекислого газа может достигать – 70 ℃.

• Такое свойство СО₂ отлично подходит для тушения пожаров, так как он не только не поддерживает горение, но и значительно понижает температуру в очаге пожара, эффективно способствуя прекращению самого процесса. Такими уникальными свойствами, способом воздействия на огонь больше не может «похвастаться» ни одно вещество, используемое в переносных/передвижных огнетушителях, стационарных системах пожаротушения, за исключением «близких родственников» – хладонов.
• В то же время такая низкая температура выходящего газа может привести к моментальному обморожению при прикосновении к металлическому раструбу огнетушителя, не имеющего защитного покрытия, кистей рук при использовании без перчаток.
• Тушение горящей одежды на теле категорически запрещено по тем же причинам, так как только усугубит последствия ожогов от огня, теплового воздействия высокой температуры, может привести к болевому шоку, вплоть до смертельного исхода.

Справка. Международное название углекислоты – диоксид углерода, по-русски – двуокись углерода. В нормальном состоянии, при атмосферном давлении – в жидком виде ее не существует. Поэтому в пригодном для хранения в корпусах огнетушителей состоянии СО2 находится под большим давлением, легко переходя при этом из газообразного состояния в жидкое при закачке в них, обратно – при открытии вентиля во время работы.

Углекислота, находящаяся в твердом состоянии, называемая также сухим льдом, используемая для хранения замороженных скоропортящихся, быстро тающих продуктов – для целей пожаротушения не используется. Кстати, когда он «тает» на открытом воздухе, то сублимируется – не плавится, а испаряется.

Характеристики

Прежде всего необходимо узнать, какие углекислотные огнетушители бывают:

• Переносные (ручные) с массой углекислоты, находящейся под высоким давлением в жидком состоянии, от 1 до 10 кг. Название, маркировка соответственно – ОУ-1 и ОУ-10.
• Передвижные (возимые) – ОУ-25, ОУ-80 по 25 и 80 кг.
• Стационарные (ОСУ-5П, ОСУ-5).

Применяют также стационарные СО₂-установки или передвижные автомобильные прицепы ОУ-400.

Нормы по обеспечению углекислотными огнетушителями производственных, общественных зданий, за исключением АЗС, принимаются по «Правилам противопожарного режима в РФ».

Согласно приложению № 1 для переносных огнетушителей:

• В производственных зданиях категории пожарной опасности В – 4 ОУ-2 на 400 м² площади.
• Категорий Г, Д – 4 ОУ-2 на 1800 м².
• В общественных зданиях – 4 ОУ-2 на 800 м². Основное назначение – тушение электроустановок (класс пожара Е), но не возбраняется использовать для ликвидации очагов горения другого оборудования, сырья, товарной продукции.

№ 2 для передвижных:

• Категорий А, Б, В на каждые 500 кв. м. – 3 ОУ-80 при классе пожара А, В, С; 2 ОУ-25, 1 ОУ-80 – Е.
• В, Г на 800 кв. м.: класса А – 4 ОУ-25, 2 ОУ-80; В, С – 3 ОУ-80; Е – 1 ОУ-25, 1 ОУ-80.

Конструкция углекислотного огнетушителя

Пользуясь данными этих приложений к ППР, несложно подобрать минимально необходимый, оптимальный по составу комплект ручных, передвижных огнетушителей, включая углекислотные.

Вопросы, обычно возникающие у работников технических служб предприятия, ответственных за противопожарное состояние помещений, комплектацию защищаемых объектов средствами пожаротушения:

• Полная масса углекислотного огнетушителя, готового к использованию, с учетом веса заряда сжиженной углекислоты, стального корпуса, запорно-пусковой арматуры, раструба, без установочного кронштейна, составляет для ОУ-1 – от 4, 5 до 6 кг, для ОУ-10 до 25 кг в зависимости от производителя. Соответственно, вес других ОУ находится в этом диапазоне.
• Так как 25 кг достаточно серьезная масса для работы с ним на весу даже для взрослого здорового мужчины, то следующие за ОУ-10 углекислотные огнетушители выполнены в возимом варианте – на раме с двумя небольшими колесами, при этом вес ОУ-25 около 120, а ОУ-80 – до 225 кг.
• Давление внутри емкости углекислотного огнетушителя при комнатной температуре воздуха обычно не превышает 6 МПа.
• Рабочий диапазон использования от – 40℃ до + 50℃, что выгодно отличает их от водных, воздушно-пенных огнетушителей, а также порошковых, для которых низкие температуры на практике критичны.
• Как часто контролировать массу заряда углекислотных огнетушителей – не реже чем 1 раз в год. Детальную поверку, перезарядку – через 5 лет после даты выпуска в специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, лицензию МЧС.

Устройство

Состоит из металлического корпуса – баллона, повышенной прочности куда под давлением закачивают углекислоту. В горловину корпуса ввинчивается пистолетное или вентильное спусковое устройство, присоединяемое к сифонной трубке, опускающейся на дно баллона. Со спусковым устройством соединяется раструб с помощью металлической трубки, или бронированного шланга.

Устройство огнетушителя углекислотного

Последнее относится к тем случаям, когда используется передвижной углекислотный огнетушитель, применение такой модели характерно для промышленных огнеопасных объектов и позволяет быстро локализовать пламя на большой площади.

Запорно-пусковое устройство

Запорно-пусковое устройство ОУ

1 – рычаг; 2 – пружина; 3 – прокладка; 4 – седло клапана; 5 – гайка; 6 – хвостовик; 7 – манжета; 8 – шток клапана; 9 – ось рычага; 10 – пломба

В закрытом положении клапан поджимается к седлу пружиной и давлением углекислоты в огнетушителе.

В отличие от запорной головки вентильного типа, это запорно-пусковое устройство имеет следующие преимущества:

• надежная герметичность в закрытом положении за счет внутреннего давления, независимо от силы закрытия;
• усилие открывания постоянно при постоянном давлении и зависит от величины давления в баллоне;
• запорно-пусковое устройство, пистолетного типа позволяет практически мгновенно приводить огнетушитель в действие, и при необходимости также быстро прекращать подачу углекислоты.

Запорно-пусковое устройство обеспечивает герметичность и надежную работу не менее 200 открываний и закрываний при давлении 150 кгс/см². Время полного открывания запорного устройства составляет не более 1 сек. Утечка заряда в течение трех лет не должна составлять не более 0,25 кг для каждого типа огнетушителя. Запорно-пусковое устройство имеет предохранительное устройство мембранного типа, которое автоматически разряжает баллон огнетушителя при повышении в нем давления более 160 кгс/см², что возможно при переполнении сверх установленной нормы баллона углекислотой или температуры окружающей среды свыше 50 °С.

Углекислотные огнетушители поставляются заводами-изготовителями, как правило, заряженными и полностью укомплектованными. Полученные новые огнетушители контролируют взвешиванием. Из полученной массы вычитают массу пустого баллона с вентилем, которая указана в паспорте огнетушителя и выбита на его корпусе. Разность масс выражает действительную массу заряда огнетушителя, которая не должна быть менее указанной в паспорте на 250 г. При большей разности масс потребитель имеет право предъявить рекламацию заводу-изготовителю, а огнетушители либо вернуть, либо отправить на подзарядку. После заполнения огнетушитель пломбируют и передают в эксплуатацию.

Принцип действия

Принцип действия огнетушителя основан на использовании давления, создаваемого насыщенным паром двуокиси углерода, которая одновременно является и огнетушащим веществом, для выброса её сжиженной фазы на очаг горения.

При эксплуатации огнетушителей необходимо учитывать, что при выпуске заряда двуокиси углерода из раструба, температура его поверхности и подводящей трубки снижается до минус 60-70°С. Данная особенность указывает, на то, что при контакте с незащищенными кожными покровами, человек использующий огнетушитель может получить холодный термический ожёг (обморожение).

Интенсивность выхода двуокиси углерода из огнетушителя может изменяться в достаточно широких пределах и сильно зависит от температуры окружающей среды: снижаясь при отрицательной температуре и возрастая при положительной.

Обзорное видео

Порядок тушения

В целом это несложное по устройству, легкое в использовании, первичное средство для ликвидации различных очагов пожара. Стоит лишь обязательно помнить, что углекислота в корпусе хранится под давлением, поэтому недопустимо хранить/устанавливать такие огнетушители в тех местах, где на них воздействует прямой солнечный свет или температура воздуха может быть больше 50℃.

Как анекдот воспринимается требование/рекомендация многих производителей, а также некоторых «экспертов» по пожарной безопасности – незамедлительно проветрить закрытое помещение после применения огнетушителя. Ведь если речь идет о тушении пожара, то желание проветрить придет само собой…

Порядок тушения и применения

Правила применения при тушении обязательно указаны на этикетке/наклейке, непосредственно на корпусе углекислотного огнетушителя.

Алгоритм прост – направить раструб на огонь, нажать на рычаг или открыть вентиль в зависимости от конструкции изделия. Есть только один момент, на котором необходимо заострить внимание – не стоит приближаться раструб ближе 1 метра как огню, так и к электрооборудованию под напряжением. Это элементарное требование безопасности – чтобы не получить термические ожоги/обморожения, травму от поражения электротоком.

Источники:

• Федеральный закон от 22.07.2008 №123-ФЗ “Технический регламент о требования Пожарной безопасности”;
• СП 9.13130.2009 Техника пожарная. Огнетушители. Требования к эксплуатации;
• ГОСТ Р 51057-2001 Техника пожарная. Огнетушители переносные;
• ГОСТ Р 51017-2009 Техника пожарная. Огнетушители передвижные;
• Youtube канал: Пожарная техника.

Схема тестера для проверки операционных усилителей. Операционный усилитель для чайников. Принцип работы операционного усилителя

Операционные усилители (ОУ) широко используются радиолюбителями в конструкциях различных радиотехнических устройств. Причем в условиях растущей дороговизны на радиоэлементы и их дефицита приходится порою применять микросхемы, которые уже использовались ранее в работе. Чтобы быть уверенным в пригодности такого ОУ, его следует проверить, например, с помощью пробника, описанного в [Л].
Однако практические испытания этого устройства показали, что при проверке некоторых серий ОУ (таких, как КР544УД1Б, К153УД2) пробник всегда сигнализирует о неисправности этих микросхем независимо от их состояния.
Проанализировав работу устройства и режимы работы ОУ, мне удалось выяснить причину такого избирательного “поведения” пробника и, устранив ее, значительно расширить номенклатуру проверяемых усилителей.
Принципиальная схема модернизированного пробника показана на рис.1. Практически он мало чем отличается от предшественника: в цепь базы транзистора VT1 включены диоды VD2-VD4, изменены значения номиналов некоторых резисторов.

Рис.1 Принципиальная схема

Тестируемый ОУ подключают к гнездам разъема X1 (в качестве примера показано подключение ОУ К140УД2). Такое включение образует релаксационный генератор, вырабатывающий прямоугольные импульсы (меандр) с частотой 1…2 Гц. Напряжение питания поступает на генератор с параметрического стабилизатора R1VD1.
Если ОУ окажется годным, генератор начнет работать, а светодиод HL1 – вспыхивать в такт с частотой генерируемых импульсов.
В случае, если проверяемый ОУ окажется негодным, генератор работать не будет, а светодиод, в зависимости от причины неисправности усилителя, будет либо гореть непрерывно, либо вовсе не вспыхнет.
В чем же причина того, что при испытании годных ОУ серий КР544УД1Б, К153УД2 пробником [Л] светодиод HL1 сигнализировал о неисправности усилителей?
При снятии осциллограммы в точке “а” видно, что минимальное напряжение (U2, рис.2,а) генерируемых импульсов слишком велико но абсолютному значению, чтобы закрыть транзистор структуры n-p-n (в зависимости от серии ОУ это напряжение может достигать значения 2 В): U2 > U1, где U1 – пороговое значение напряжения, при котором эмиттерный переход транзистора открывается. Поэтому, несмотря на то, что генератор работает (т.к. микросхема исправна), транзистор VT1 постоянно открыт, а светодиод HL1 горит, указывая на негодность микросхемы.

Рис.2

Чтобы уменьшить напряжение в точке “а”, в цепь базы транзистора VT1 включены диоды VD2-VD4. Теперь осциллограмма в этой точке имеет вид, представленный на рис.2,б: минимальное напряжение генерируемых импульсов меньше порогового значения эмиттерного перехода транзистора. Транзистор будет открываться и закрываться, а светодиод вспыхивать с частотой генерируемых импульсов.
В пробнике можно применить, кроме указанных на схеме, транзисторы КТ312А-КТ312В, КТ315А, КТ315В-КТ315И, КТ503А-КТ503Е, диоды КД521А-КД521Г, КД103А, КД103Б, стабилитрон Д814 Г. Разъем X1 – монтажная панель для микросхем, тип корпуса которых 2103.16.
Детали устройства размещают на печатной плате (рис.3), выполненной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1.5 мм.
Правильно собранный пробник не нуждается в наладке.
С помощью пробника можно проверить практически все наиболее используемые в практике ОУ, кроме тех, выходное сопротивление которых сравнимо или превышает сопротивление резистора R7, например, микромощные ОУ К140УД12, К153УД4.

Рис.3

ЛИТЕРАТУРА
Козлов Ф., Прилепко А. “Кубик” для проверки ОУ. – Радио. 1986, № 11, с. 59.

Источник: Радио №5, 1994 г., стр.29.

C этой схемой также часто просматривают:

Существует большое разнообразие данных микросхем, и они несовместимы между собой по расположению выводов. Эти микросхемы можно проверить, задав рабочий режим, что можно сделать на специально собранном для конкретного случая стенде, куда микросхема подключается при помощи универсальной контактной панельки, либо же проверку проводить уже в составе собранной на них схеме. Второе более удобно, так как требуег меньше времени.

Теперь непосредственно о проверке. Прежде всего, надо измерить уровни питающих напряжений, напряжения на входах микросхемы, атакже на выходе (цифровым вольтметром). Обычно, если известны номиналы резисторов отрицательной обратной связи, то, посчитав коэффициентусиления, можно сделать выводы о том, что должно быть на выходе и с каким знаком, конечно, если это линейный усилитель.

Сомнения могут возникнуть при проверке более сложных схем (интеграторов, автогенераторов и др.). В этом случае можно воспользоваться другим методом. Как вы знаете, любой операционный усилитель легко заставить работать в режиме компаратора. Для этого мы можем временно подать поочередно на прямой и инверсный входы микросхемы от внешнего источника небольшое напряжение через ограничивающий ток резистор (рис. 6.17). Напряжение на выходе «операционника» при этом надо контролировать цифровым вольтметром или осциллографом (при нормальной работе мы увидим переключение выхода).

Рис. 6.17. Принцип проверки операционных усилителей

Осциллограф для проведения таких измерений более удобен, так как он дает возможность обнаружить не только изменение уровней на выходе, но и наличие непредусмотренного самовозбуждения каскадов (автогенерацию).

Источник: Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 6. – M / СОЛОН-Пресс, 2005. 240 с.

Related Posts

В табл. 1.4 и 1.5 представлены электрические характеристики сол­нечных модулей и батарей. Таблица 1.4. Электрические характеристики солнечных модулей отечественного производства ФСМ-50 50 21 2,95 10720 ФСМ-55 55 21 3,15 1028x450x28…….

В исправном элементе при прозвонке между силовыми цепями должно быть бесконечно большое сопротивление, а между управляющим электродом и одним из выводов (катодом у тиристо- pa) небольшое сопротивление (от 30 до…….

Чтобы в труднодоступных местах быстро закрутить маленькие винты (и не потерять их при отвинчивании) потребуется отвертка с магнитом. Такую отвертку несложно сделать из обычной. Достаточно намотать на стержень отвертки 100-200…….

Будьте осторожны, обезопасьте себя от ударов током или разъединения разъемов и частей стиральной машины при поиске неисправностей. Соблюдайте меры электробезо­пасности! Прежде всего, проверьте соединения каждого разъема. Если вы заменяете PWB…….

дистанционного управления (ПДУ) В пультах 90% занимают дефекты двух типов: 1) некоторые кнопки не работают (обычно те, которые часто нажимали). В этом случае необходимо вырезать кусочек фольги и…….

На днях купил в магазине операционный усилитель(ОУ) за 1.5$, пришёл домой, запаял, тишина. То что виноват в работоспособности схемы ОУ сомнений не было, поэтому выпаял купленный ОУ и решил проверить. Соединил инвертирующий вход с выходом, подал питание и напряжение на прямой вход(1V), исправный ОУ на выходе должен был выдать то, что подал ему на вход, собственно в этом и заключается проверка ОУ, а у меня на выходе ноль.

Интересно, подумал тогда, либо перегрел его когда паял, что вряд ли, либо купил неисправный. Снова пошёл в магазин, купил ещё один, но решил проверить его перед тем как запаивать и о чудо, этот то же неисправный, но теперь его хоть можно вернуть продавцу, судя по всему, у него таких целая партия…

Но разбираться времени не было, пошёл в другой магазин и купил такой же ОУ, но уже за 4$, при покупке договорились, что если он не заработает то, принесу его обратно. Пришёл домой, проверил – работает, запаял – работает. Вывод из этого можно сделать следующий, после покупки детали, перед тем как её запаивать желательно проверить, а продавец, скорее всего, заказал партию этих ОУ с Китая и когда получил, не проверил, это и понятно когда у тебя целый магазин с радиодеталями проверять все устанешь.

К чему всё это писал, после этого поискал эти ОУ на али и когда нашёл их был приятно удивлён, на те деньги, которые потратил у себя в городе чтобы купить исправный ОУ(4$) в Китае можно было купить 5 штук, но они были в корпусе soic8, а имея негативный опыт, описанный выше, конечно же, хотелось их проверить когда они придут. Решить этот вопрос можно было несколькими способами, вытравить макетку, в которую можно было впаивать ОУ каждый раз, с другой стороны, чтобы не впаивать можно было просто прижимать ОУ к плате прищепкой, уже лучше, но есть вариант ещё интереснее, так как часто приходиться иметь дело с soic8, решил поискать ZIF адаптер soic8 – dip8 , тогда можно будет собрать схему на breadboard , что значительно ускорит процесс.

В общем нашел такой переходник на али за 1.7$ и это с учётом доставки. Когда ОУ пришли, переходник был уже на руках, а так как у меня в арсенале есть генератор сигналов, то проверял их по схеме из даташита.

Что то часто мне стали задавать вопросы по аналоговой электронике. Никак сессия студентов за яцы взяла? 😉 Ладно, давно пора двинуть небольшой ликбезик. В частности по работе операционных усилителей. Что это, с чем это едят и как это обсчитывать.

Что это
Операционный усилитель это усилок с двумя входами, невье… гхм… большим коэфициентом усиления сигнала и одним выходом. Т.е. у нас U вых = K*U вх а К в идеале равно бесконечности. На практике, конечно, там числа поскромней. Скажем 1000000. Но даже такие числа взрывают мозг при попытке их применить напрямую. Поэтому, как в детском саду, одна елочка, две, три, много елочек — у нас тут много усиления;) И баста.

А входа два. И один из них прямой, а другой инверсный.

Более того, входы высокоомные. Т.е. их входное сопротивление равно бесконечности в идеальном случае и ОЧЕНЬ много в реальном. Счет там идет на сотни МегаОм, а то и на гигаомы. Т.е. оно замеряет напряжение на входе, но на него влияет минимально. И можно считать, что ток в ОУ не течет.

Напряжение на выходе в таком случае обсчитывается как:

U out =(U 2 -U 1)*K

Очевидно, что если на прямом входе напряжение больше чем на инверсном, то на выходе плюс бесконечность. А в обратном случае будет минус бесконечность.

Разумеется в реальной схеме плюс и минус бесконечности не будет, а их замещать будет максимально высокое и максимально низкое напряжение питания усилителя. И у нас получится:

Компаратор
Устройство позволяющее сравнивать два аналоговых сигнала и выносить вердикт — какой из сигналов больше. Уже интересно. Применений ему можно придумать массу. Кстати, тот же компаратор встроен в большую часть микроконтроллеров и как им пользоваться я показывал на примере AVR в статьях и про создание . Также компаратор замечательно используется для создания .

Но одним компаратором дело не ограничивается, ведь если ввести обратную связь, то из ОУ можно сделать очень многое.

Обратная связь
Если мы сигнал возьмем со выхода и отправим прямиком на вход, то возникнет обратная связь.

Положительная обратная связь
Возьмем и загоним в прямой вход сигнал сразу с выхода.

• Напряжение U1 больше нуля — на выходе -15 вольт
• Напряжение U1 меньше нуля — на выходе +15 вольт

А что будет если напряжение будет равно нулю? По идее на выходе должен быть ноль. Но в реальности напряжение НИКОГДА не будет равно нулю. Ведь даже если на один электрон заряд правого перевесит заряд левого, то уже этого достаточно, чтобы на бесконечном усилении вкатить потенциал на выход. И на выходе начнется форменный ад — скачки сигнала то туда, то сюда со скоростью случайных возмущений, наводящихся на входы компаратора.

Для решения этой проблемы вводят гистерезис. Т.е. своего рода зазор между переключениями из одного состояния в другое. Для этого вводят положительную обратную связь, вот так:

Считаем, что на инверсном входе в этот момент +10 вольт. На выходе с ОУ минус 15 вольт. На прямом входе уже не ноль, а небольшая часть выходного напряжения с делителя. Примерно -1.4 вольта Теперь, пока напряжение на инверсном входе не снизится ниже -1.4 вольта выход ОУ не сменит своего напряжения. А как только напряжение станет ниже -1.4, то выход ОУ резко перебросится в +15 и на прямом входе будет уже смещение в +1.4 вольта.

И для того, чтобы сменить напряжение на выходе компаратора сигналу U1 надо будет увеличиться на целых 2.8 вольта, чтобы добраться до верхней планки в +1.4.

Возникает своеобразный зазор где нет чувствительности, между 1.4 и -1.4 вольтами. Ширина зазора регулируется соотношениями резисторов в R1 и R2. Пороговое напряжение высчитывается как Uout/(R1+R2) * R1 Скажем 1 к 100 даст уже +/-0.14 вольт.

Но все же ОУ чаще используют в режиме с отрицательной обратной связью.

Отрицательная обратная связь
Окей, воткнем по другому:

В случае отрицательной обратной связи у ОУ появляется интересное свойство. Он всегда будет пытаться так подогнать свое выходное напряжение, чтобы напряжения на входах были равны, в результате давая нулевую разность.
Пока я в великой книге от товарищей Хоровица и Хилла это не прочитал никак не мог вьехать в работу ОУ. А оказалось все просто.

Повторитель
И получился у нас повторитель. Т.е. на входе U 1 , на инверсном входе U out = U 1 . Ну и получается, что U out = U 1 .

Спрашивается нафига нам такое счастье? Можно же было напрямую кинуть провод и не нужен будет никакой ОУ!

Можно, но далеко не всегда. Представим себе такую ситуацию, есть датчик выполненный в виде резистивного делителя:

Нижнее сопротивление меняет свое значение, меняется расклад напряжений выхода с делителя. А нам надо снять с него показания вольтметром. Но у вольтметра есть свое внутреннее сопротивление, пусть большое, но оно будет менять показания с датчика. Более того, если мы не хотим вольтметр, а хотим чтобы лампочка меняла яркость? Лампочку то сюда никак не подключить уже! Поэтому выход буфферизируем операционным усилителем. Его то входное сопротивление огромно и влиять он будет минимально, а выход может обеспечить вполне ощутимый ток (десятки миллиампер, а то и сотни), чего вполне хватит для работы лампочки.
В общем, применений для повторителя найти можно. Особенно в прецезионных аналоговых схемах. Или там где схемотехника одного каскада может влиять на работу другого, чтобы разделить их.

Усилитель
А теперь сделаем финт ушами — возьмем нашу обратную связь и через делитель напряжения подсадим на землю:

Теперь на инверсный вход подается половина выходного напряжения. А усилителю то по прежнему надо уравнять напряжения на своих входах. Что ему придется сделать? Правильно — поднять напряжение на своем выходе вдвое выше прежнего, чтобы компенсировать возникший делитель.

Теперь будет U 1 на прямом. На инверсном U out /2 = U 1 или U out = 2*U 1 .

Поставим делитель с другим соотношением — ситуация изменится в том же ключе. Чтобы тебе не вертеть в уме формулу делителя напряжения я ее сразу и дам:

U out = U 1 *(1+R 1 /R 2)

Мнемонически запоминается что на что делится очень просто:

При этом получается, что входной сигнал идет по цепи резисторов R 2 , R 1 в U out . При этом прямой вход усилителя засажен на нуль. Вспоминаем повадки ОУ — он постарается любыми правдами и неправдами сделать так, чтобы на его инверсном входе образовалось напряжение равное прямому входу. Т.е. нуль. Единственный вариант это сделать — опустить выходное напряжение ниже нуля настолько, чтобы в точке 1 возник нуль.

Итак. Представим, что U out =0. Пока равно нулю. А напряжение на входе, например, 10 вольт относительно U out . Делитель из R 1 и R 2 поделит его пополам. Таким образом, в точке 1 пять вольт.

Пять вольт не равно нулю и ОУ опускает свой выход до тех пор, пока в точке 1 не будет нуля. Для этого на выходе должно стать (-10) вольт. При этом относительно входа разность будет 20 вольт, а делитель обеспечит нам ровно 0 в точке 1. Получили инвертор.

Но можно же и другие резисторы подобрать, чтобы наш делитель выдавал другие коэффициенты!
В общем, формула коэффициента усиления для такого усилка будет следующей:

U out = — U in * R 1 /R 2

Ну и мнемоническая картинка для быстрого запоминания ху из ху.

Допустим U 2 и U 1 будет по 10 вольт. Тогда на 2й точке будет 5 вольт. А выход должен будет стать таким, чтобы на 1й точке стало тоже 5 вольт. То есть нулем. Вот и получается, что 10 вольт минус 10 вольт равняется нуль. Все верно:)

Если U 1 станет 20 вольт, то выход должен будет опуститься до -10 вольт.
Сами посчитайте — разница между U 1 и U out станет 30 вольт. Ток через резистор R4 будет при этом (U 1 -U out)/(R 3 +R 4) = 30/20000 = 0.0015А, а падение напряжения на резисторе R 4 составит R 4 *I 4 = 10000*0.0015 = 15 вольт. Вычтем падение в 15 вольт из входных 20 и получим 5 вольт.

Таким образом, наш ОУ прорешал арифметическую задачку из 10 вычел 20, получив -10 вольт.

Более того, в задачке есть коэффициенты, определяемые резисторами. Просто у меня, для простоты, резисторы выбраны одинакового номинала и поэтому все коэффициенты равны единице. А на самом деле, если взять произвольные резисторы, то зависимость выхода от входа будет такой:

U out = U 2 *K 2 — U 1 *K 1

K 2 = ((R 3 +R 4) * R 6) / (R 6 +R 5)*R 4
K 1 = R 3 /R 4

Мнемотехника для запоминания формулы расчета коэффициентов такова:
Прям по схеме. Числитель у дроби вверху поэтому складываем верхние резисторы в цепи протекания тока и множим на нижний. Знаменатель внизу, поэтому складываем нижние резисторы и множим на верхний.

Тут все просто. Т.к. точка 1 у нас постоянно приводится к 0, то можно считать, что втекающие в нее токи всегда равны U/R, а входящие в узел номер 1 токи суммируются. Соотношение входного резистора и резистора в обратной связи определяет вес входящего тока.

Ветвей может быть сколько угодно, я же нарисовал всего две.

U out = -1(R 3 *U 1 /R 1 + R 3 *U 2 /R 2)

Резисторы на входе (R 1 , R 2) определяют величину тока, а значит общий вес входящего сигнала. Если сделать все резисторы равными, как у меня, то вес будет одинаковым, а коэффициент умножения каждого слагаемого будет равен 1. И U out = -1(U 1 +U 2)

Сумматор неинвертирующий
Тут все чуток посложней, но похоже.

Uout = U 1 *K 1 + U 2 *K 2

K 1 = R 5 /R 1
K 2 = R 5 /R 2

Причем резисторы в обратной связи должны быть такими, чтобы соблюдалось уравнение R 3 /R 4 = K 1 +K 2

В общем, на операционных усилителях можно творить любую математку, складывать, умножать, делить, считать производные и интегралы. Причем практически мгновенно. На ОУ делают аналоговые вычислительные машины. Одну такую я даже видел на пятом этаже ЮУрГУ — дура размером в пол комнаты. Несколько металлических шкафов. Программа набирается соединением разных блоков проводочками:)

Операционные усилители очень широко применяются в современных схемотехнических решениях. ОУ используются в качестве усилителей, компараторов, повторителей, сумматоров и т.п. Широко распространенные ОУ 741, TL071, CA3130, CA3140 и их отечественные аналоги (544УД2, КР1409УД1 и др.) имеют корпус 8DIP с одинаковым расположением выводов.

Пин 1, 5 – Баланс
Пин 2 – Инвертирующий вход
Пин 3 – Неинвертирующий вход
Пин 4 – Минус питания
Пин 6 – Выход
Пин 7 – Плюс питания
Пин 8 – Не используется

Представленная ниже схема тестера операционных усилителей отличается простотой изготовления и поможет быстро проверить работоспособность ОУ.

Испытуемый ОУ вставляется в 8-выводной сокет для DIP-корпусов. Второй вывод ОУ (инвертирующий вход) подключается к R2, R3 и т.о. на входе получается половина напряжения питания, т.е. 4.5 Вольта. Третий вывод ОУ (неинвертирующий вход) подключается к плюсу питания через резистор R1 и кнопку. Шестой вывод ОУ (выход) подключается через токоограничительный резистор R4 к светодиоду LED, который индицирует исправность ОУ.

Операционный усилитель здесь включен по схема компаратора напряжения. Вставьте испытуемый ОУ в сокет, при этом соблюдайте ключ (точечка или выемка возле первого вывода). В режиме компаратора, на выходе операционного усилителя появиться положительный потенциал, при условии, что на входе 3 напряжение будет больше, чем на 2-ом входе ОУ. При исправном ОУ, на 2-ом выводе ОУ будет напряжение 4.5 Вольта, а на 3-ем выводе ОУ будет 0 Вольт. Т.о. на выходе операционного усилителя будет 0 Вольт и светодиод гореть не будет. Как только нажимается кнопка S1, напряжение на 3-ем выводе ОУ (неинвертирующий вход) будет выше, чем на 2-ом, следовательно на выходе появиться напряжение, от которого загорится светодиод LED. Это будет означать, что операционный усилитель работает правильно.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
C1	Электролитический конденсатор	10мкФ 25В	1			В блокнот
R1-R3	Резистор	10 кОм	3			В блокнот
R4	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
LED	Светодиод		1			В блокнот
S1	Кнопка		1

Дифференциальный усилитель на ОУ: принцип работы, схема

В данной статье мы подробно поговорим про дифференциальный усилитель, опишем принцип его работы, а так же разберем дифференциальное уравнение усилителя и инструментальный усилитель.

Описание и принцип работы

До сих пор мы использовали только один из входов операционного усилителя для подключения к усилителю, используя либо «инвертирующий», либо «неинвертирующий» входной разъем для усиления одного входного сигнала, а другой вход был подключен к земле.

Но так как стандартный операционный усилитель имеет два входа, инвертирующий и неинвертирующий, мы также можем одновременно подключать сигналы к обоим этим входам, создавая еще один общий тип схемы операционного усилителя, называемый дифференциальным усилителем.

По сути, как мы видели в первом уроке об операционных усилителях, все операционные усилители являются «дифференциальными усилителями» из-за их входной конфигурации. Но при подключении одного сигнала напряжения к одной входной клемме и другого сигнала напряжения к другой входной клемме результирующее выходное напряжение будет пропорционально «разности» между двумя сигналами входного напряжения V ₁ и V ₂ .

Затем дифференциальные усилители усиливают разницу между двумя напряжениями, делая схему операционного усилителя этого типа вычитателем, в отличие от суммирующего усилителя, который складывает или суммирует входные напряжения. Этот тип схемы операционного усилителя обычно известен как конфигурация дифференциального усилителя и показан ниже:

Подключая каждый вход по очереди к заземлению 0 В, мы можем использовать суперпозицию для определения выходного напряжения Vout . Тогда передаточная функция для схемы дифференциального усилителя имеет вид:

Когда резисторы R1 = R2 и R3 = R4, вышеуказанная передаточная функция для дифференциального усилителя может быть упрощена до следующего выражения:

Дифференциальное уравнение усилителя

Если все резисторы имеют одинаковое омическое значение, а именно: R1 = R2 = R3 = R4, то схема станет дифференциальным усилителем с единичным коэффициентом усиления, а коэффициент усиления по напряжению усилителя будет равен единице. Тогда выходным выражением будет просто Vout = V ₂  — V ₁ .

Также обратите внимание, что если вход V1 выше, чем вход V2, сумма выходного напряжения будет отрицательной, а если V2 выше, чем V1 , сумма выходного напряжения будет положительной.

Схема дифференциального усилителя является очень полезной схемой операционного усилителя, и, добавляя дополнительные резисторы параллельно с входными резисторами R1 и R3 , можно получить результирующую схему для « сложения » или «вычитания» напряжения, подаваемого на их соответствующие входы. Один из наиболее распространенных способов сделать это — подключить «резистивный мост», обычно называемый мостом Уитстона, к входу усилителя, как показано ниже.

Дифференциальный усилитель моста Уитстона

Стандартная схема дифференциального усилителя теперь становится компаратором дифференциального напряжения, «сравнивая» одно входное напряжение с другим. Так, например, путем подключения одного входа к опорному фиксированного напряжения, установленным на одной ноге резистивного сети моста, а другой либо «термистор» или «свето — зависимый резистор» схема усилителя может быть использована для обнаружения низкого или высокого уровня температуры или света, поскольку выходное напряжение становится линейной функцией изменений в активном участке резистивного моста, и это продемонстрировано ниже.

Дифференциальный усилитель с активированным светом

Здесь схема действует как выключатель, активирующий свет, который переключает выходное реле в положение «ВКЛ» или «ВЫКЛ», когда уровень освещенности, обнаруживаемый резистором LDR, превышает или падает ниже некоторого предварительно установленного значения. Фиксированное напряжение подается на входную клемму не-инвертирующим ОУ через R1 — R2 делителя напряжения сети.

Значение напряжения на V ₁ устанавливает точку срабатывания операционного усилителя с помощью потенциометра обратной связи, VR2 используется для установки гистерезиса переключения. В этом разница между уровнем освещенности для «ВКЛ» и уровнем освещенности для «ВЫКЛ».

Вторая часть дифференциального усилителя состоит из стандартного светозависимого резистора, также известного как LDR, фоторезистивный датчик, который изменяет свое значение сопротивления (отсюда и название) в зависимости от количества света на его элементе, поскольку их значение сопротивления является функцией освещения.

LDR может представлять собой любой стандартный тип фотопроводящего элемента из сульфида кадмия (CdS), такого как обычный NORP12, который имеет диапазон сопротивления от примерно 500 Ом на солнечном свете до примерно 20 кОм или более в темноте.

Фотопроводящий элемент NORP12 имеет спектральный отклик, аналогичный человеческому глазу, что делает его идеальным для использования в системах управления освещением. Сопротивление фотоэлемента пропорционально уровню света и падает с увеличением интенсивности света, поэтому уровень напряжения на V2 также будет меняться выше или ниже точки переключения, которая может определяться положением VR1 .

Затем, регулируя отключение или регулировку уровня освещенности с помощью потенциометра VR1 и гистерезис переключения с помощью потенциометра, VR2 можно сделать прецизионный светочувствительный переключатель. В зависимости от применения, выход операционного усилителя может напрямую переключать нагрузку или использовать транзисторный переключатель для управления реле или самими лампами.

Также возможно определить температуру, используя этот тип простой конфигурации схемы, заменив резистор, зависимый от света, термистором. Меняя положения VR1 и LDR , можно использовать схему для обнаружения света или темноты, а также тепла или холода с использованием термистора.

Одним из основных ограничений этого типа конструкции усилителя является то, что его входные сопротивления ниже, чем у других конфигураций операционных усилителей, например, неинвертирующего (одностороннего входа) усилителя.

Каждый источник входного напряжения должен пропустить ток через входное сопротивление, которое имеет меньшее полное сопротивление, чем сопротивление одного только входного ОУ. Это может быть хорошо для источника с низким импедансом, такого как мостовая схема выше, но не очень хорошо для источника с высоким импедансом.

Одним из способов решения этой проблемы является добавление усилителя буфера усиления Unity, такого как повторитель напряжения, который мы видели в предыдущем уроке, к каждому входному резистору. Затем это дает нам схему дифференциального усилителя с очень высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением, поскольку она состоит из двух неинвертирующих буферов и одного дифференциального усилителя. Это тогда формирует основу для большинства «инструментальных усилителей».

Инструментальный усилитель

Инструментальные усилители (in-amps) — это дифференциальные усилители с очень высоким коэффициентом усиления, которые имеют высокий входной импеданс и однополярный выход. Приборные усилители в основном используются для усиления очень малых дифференциальных сигналов от тензодатчиков, термопар или датчиков тока в системах управления двигателем.

В отличие от стандартных операционных усилителей, в которых их усиление с обратной связью определяется внешней резистивной обратной связью, подключенной между их выходной клеммой и одной входной клеммой, положительной или отрицательной, «инструментальные усилители» имеют внутренний резистор обратной связи, который эффективно изолирован от своих входных клемм, как входной сигнал подается на два дифференциальных входа, V1 и V2 .

Инструментальный усилитель также имеет очень хороший коэффициент подавления синфазного сигнала, CMRR (нулевой выход, когда V ₁ = V ₂ ), значительно превышающий 100 дБ при постоянном токе. Типичный пример инструментального усилителя с тремя операционными усилителями с высоким входным сопротивлением (  Zin  ) приведен ниже:

Два неинвертирующих усилителя образуют дифференциальный входной каскад, выступающий в качестве буферных усилителей с усилением 1 + 2R2 / R1 для дифференциальных входных сигналов и единичным усилением для синфазных входных сигналов. Поскольку усилители А1 и А2 являются усилителями отрицательной обратной связи с обратной связью, можно ожидать, что напряжение на Va будет равно входному напряжению V1 . Аналогично, напряжение на Vb должно быть равно значению на V2 .

Поскольку операционные усилители не принимают ток на своих входных клеммах (виртуальное заземление), один и тот же ток должен протекать через сеть трех резисторов R2 , R1 и R2, подключенных к выходам операционного усилителя. Это означает, что напряжение на верхнем конце R1 будет равно V1, а напряжение на нижнем конце R1 будет равно V2 .

Это приводит к падению напряжения на резисторе R1, которое равно разности напряжений между входами V1 и V2 , дифференциальному входному напряжению, потому что напряжение на суммирующем соединении каждого усилителя Va и Vb равно напряжению, приложенному к его положительным входам.

Однако, если синфазное напряжение подается на входы усилителей, напряжения на каждой стороне R1 будут равны, и через этот резистор ток не будет течь. Поскольку ток не протекает через R1 (и, следовательно, через оба резистора R2 , усилители А1 и А2 будут работать как последователи с единичным усилением (буферы). Поскольку входное напряжение на выходах усилителей А1 и А2 по- разному проявляется в сети с тремя резисторами дифференциальное усиление схемы можно изменить, просто изменив значение R1 .

Выходное напряжение дифференциального операционного усилителя A3, действующего как вычитатель, представляет собой просто разницу между его двумя входами ( V2 — V1 ) и усиливается коэффициентом усиления A3, который может равняться единице (при условии, что R3 = R4 ). Тогда у нас есть общее выражение для общего усиления по напряжению схемы измерительного усилителя.

Уравнение усилителя приборов

В следующем уроке об операционных усилителях мы рассмотрим влияние выходного напряжения Vout при замене резистора обратной связи на частотно-зависимое реактивное сопротивление в виде емкости. Добавление этой емкости обратной связи создает нелинейную схему операционного усилителя, называемую интегрирующим усилителем.

Принципы работы: что это такое и как их использовать

Принципы работы

, или, как их часто называют, операционная система компании, по сути, являются способом, которым организации претворяют свои ценности в жизнь и добиваются результатов.

Многие компании полагаются на принципы работы, чтобы работать быстрее. Они также влияют на культуру и ценности. Colorcon заявляет, что их принципы работы «определяют нашу культуру, ценности и организацию. Wistia придерживается несколько иной точки зрения, заявляя, что их операционная система представляет собой «новую методологию того, как Wistia выполняет свою работу».

Могут существовать разные определения принципов работы, но ясно, что компании используют их, чтобы сосредоточить внимание на всей компании и осознать, каковы долгосрочные цели организации.

Зачем и когда использовать принципы работы

Выбирая принципы работы, вы делаете гораздо больше, чем просто создаете другую версию своей предыдущей бизнес-стратегии или процессов.

Принципы работы дают вам возможность четко указать, что и чего не следует делать. Это важная деталь, которую следует учитывать. Давайте посмотрим на пример из работы Боггиса и Траффорда о том, как принципы работы могут формировать значимую стратегию.

Они относятся к ситуации, в которой бизнес предпочитает использовать принцип работы «Мы продолжаем расти органически», вместо: «Мы растем за счет поглощения». Заявляя, что компания предпочитает одно альтернативе, они четко формулируют, как они хотят проводить свое время.Это может освободить сотрудников: он очерчивает область работы, не требующую времени или внимания.

Используя принципы работы, вы можете создать стратегию, которая будет иметь больше смысла для ваших сотрудников, и, как предлагают Боггис и Траффорд, стратегию, которая действительно имеет смысл. Такой подход к стратегии может быть полезен для менеджеров или лидеров, которые хотят четко сформулировать свои ожидания и долгосрочные устремления, а принципы работы предлагают рекомендации о том, как каждый может внести свой вклад своими решениями и действиями.

Какое отношение имеет альпинизм к принципам работы?

Представляя свою «операционную систему»,

Wistia обнаружила, что альпинизм был полезной метафорой для их команды, чтобы показать, как именно они хотят, чтобы они выполняли свою работу на ежедневной и еженедельной основе.

По словам Эда Виестурса, единственного американца, который поднялся на все четырнадцать самых легендарных гор в мире, альпинизм – это все, что нужно «координировать обязанности и шагать вместе с командой других альпинистов.”

Wistia воспользовалась этим подходом и применила его при разработке своей продукции. Результат? Операционная система, использующая стратегию базового лагеря и встречи на высшем уровне. Во время базового лагеря члены команды исследуют новые идеи и раскрывают свой творческий потенциал. Как только они начнут «саммит», каждый человек будет иметь серию экспедиций (в основном задачи), которые они должны выполнить, чтобы гарантировать, что вся компания достигнет вершины (завершит проект).

Wistia считает, что операционная система – это их ответ на поддержание гибкости бизнеса даже при его росте.Принцип работы «короткими управляемыми пакетами с высокочастотной обратной связью» означает, что они могут сохранять контроль над развитием своей компании и продукта с течением времени.

Как на самом деле выглядят принципы работы?

Мы привели несколько примеров того, как разные организации определяют конкретные принципы работы и почему они ввели их. Теперь давайте посмотрим, как на самом деле выглядят принципы работы.

Теттра

В этом посте об операционной системе Tettra мы делимся нашими собственными принципами работы, а также нашими основными ценностями.Мы также рассказываем о том, как мы используем эту систему в повседневной жизни. Наконец, мы предлагаем лучшие практики по созданию собственной операционной системы. Это включает в себя подробную информацию о том, как привлечь всех к участию, а также о том, как уточнить непосредственное ответственное лицо, которое в конечном итоге несет ответственность за доработку системы.

Форт Уэйн Металлс

Fort Wayne Metals перечисляет семь своих принципов работы после ценностей своей компании. Их ценности и принципы работы играют большую роль в привлечении талантов и помогают кандидатам определить, подходят ли они компании.Например:

Принцип работы

: «Каждый должен нести ответственность за то, чтобы реализовать свой потенциал каждый день: мы сможем достичь наших целей, только если каждый будет сосредоточен на своих обязанностях каждый день. Делать меньше – значит не уважать своих коллег, каждый должен участвовать, чтобы реализовать наш потенциал ».

Калифорнийский университет, Беркли

Berkeley также имеет ряд принципов работы, которые связаны с их ценностями. Например:

Принцип работы

: «Мы упрощаем: мы сокращаем ненужные шаги и упрощаем выполнение задач.Наши решения распространены там, где они могут быть, и индивидуальны там, где это важно ».

Как задокументировать и получить поддержку принципов работы

Если вы думаете, что ваша организация изо всех сил пытается превратить ценности в действия и результаты, стоит подумать о внедрении собственных принципов работы. Попробуйте провести семинар, чтобы определить свои основные ценности и принципы работы. Мы даже создали шаблон, который вы можете использовать для проведения этого семинара с вашей командой.

Вот другие шаги, которые могут помочь облегчить процесс:

1. Спросите себя (или проведите мозговой штурм с коллегой): «как это выглядит изо дня в день?» “Как это звучит?” Например, основная ценность «сотрудничество» может заключаться в том, что люди из разных команд сидят вместе за обедом.Это может звучать так, как будто кто-то спрашивает: «Эй, могу я что-нибудь от тебя откину для проверки кишечника?» Хотя это может показаться глупым, представление реальных примеров поможет вам определить, как вы хотите, чтобы компания работала.
2. Запрос обратной связи и ввода; делайте это рано и часто. Очень важно, чтобы люди чувствовали себя вовлеченными в этот процесс. Объясните, какова ваша цель, и поделитесь этими черновиками с другими членами вашей команды или в компании.
3. Сделайте эти принципы работы максимально доступными. Поместите их в место, где каждый может получить доступ и искать информацию.Определите дату, к которой вы хотите получить окончательный отзыв, чтобы люди знали, что у процесса есть дата окончания.
4. Дойдите до точки остановки и опубликуйте свою окончательную версию. Напомните людям, чтобы лучшее не мешало хорошему. Вы можете (и должны) повторить их позже, когда у вас будет возможность протестировать их.

В идеале, вы даете своим командам и отдельным сотрудникам четкую фокусировку на ежедневной и еженедельной основе, чтобы они могли иметь отношение к более широким целям компании и, в свою очередь, чувствовать, что их работа оказывает значимое влияние.

Каковы принципы управления операциями?

Управление операциями относится к процессу, в котором участвуют планирование, организация и контроль. Эти процессы обеспечивают гораздо более высокую рентабельность и повышение эффективности производственной операции. При внедрении управления операциями вносятся ключевые изменения, которые помогают компании в достижении стратегических целей. Эти стратегические цели достигаются за счет понимания наиболее важных принципов управления операциями и обеспечения полной прозрачности операции.Таким образом, вот 10 принципов управления производственной деятельностью.

10 Принципов управления операциями

10 принципов управления операциями включают следующее:

• Reality – Управление операциями должно быть сосредоточено на общей проблеме, а не только на методах. Это потому, что ни один инструмент сам по себе не сможет предложить универсального решения.
• Организация – На производственном предприятии все взаимосвязано.Все эти элементы должны быть последовательными и предсказуемыми. Без него операция не сможет принести прибыль.
• Смирение – Метод проб и ошибок чрезвычайно дорог, поэтому менеджерам важно понимать, что у них есть ограничения. Это сэкономит деньги и время и поможет производству в долгосрочной перспективе.
• Успех – Несмотря на то, что существуют различные определения того, насколько успешным может быть ваш производственный объект, всегда следует учитывать интересы вашего клиента.Если вы хотите добиться успеха, вы должны сделать так, чтобы ваши клиенты были довольны и возвращались.
• Подотчетность – Подотчетность является ключевым моментом при ведении производственной операции. Ожидается, что менеджеры смогут устанавливать правила и показатели, а также регулярно проверять, достигаются ли эти цели. Подотчетность – необходимость.
• Причинно-следственная связь – Проблемы очень похожи на симптомы, в которых эти две вещи обычно имеют первопричины. Чтобы навсегда избавиться от проблемы, необходимо также устранить первопричину.
• Смена – Иногда сдача – это хорошо. С появлением новых теорий и решений, доступных для производственных операций, важно изменить ситуацию. Это обеспечит стабильность в долгосрочной перспективе.
• Сотрудничество с клиентами – Узнайте, что покупают и используют клиенты. Это обеспечит полное понимание того, что вы можете сделать, чтобы улучшить свой продукт, и соответствующим образом организовать производственные семейства.
• Знать конкурентов – Важно анализировать своих конкурентов.Понимать своих клиентов, методы работы, продукты и любые формы конкурентных преимуществ.
• Контроль качества – Контроль качества важен в производственной операции. Без контроля качества ваши клиенты могут быть недовольны продуктом, который вы создаете. Для получения качественного и долговечного продукта вы должны использовать лучшие материалы, процессы и партнеров.

Программное обеспечение, которое помогает руководителям производственных операций на производственных объектах, – это Advanced PlanetTogether.Программное обеспечение может легко вывести производство на новый уровень эффективности и оптимизировать производство в целом.

Расширенное планирование и планирование (APS) Программное обеспечение

Advanced Planner and Scheduling (APS) стало обязательным условием для современных производственных операций из-за спроса клиентов на увеличенный ассортимент продукции и быструю доставку в сочетании с давлением снижения затрат. APS можно быстро интегрировать с программным обеспечением ERP / MRP, чтобы заполнить пробелы, где этой системе не хватает гибкости и точности планирования и составления графиков.Расширенное планирование и планирование (APS) помогает планировщикам экономить время, обеспечивая большую гибкость при обновлении постоянно меняющихся приоритетов, производственных графиков и планов инвентаризации.

• Создавайте оптимизированные графики, уравновешивая эффективность производства и производительность
• Максимальное увеличение производительности при использовании узких мест для увеличения доходов
• Синхронизация предложения и спроса для сокращения запасов
• Обеспечение видимости мощности в масштабах всей компании
• Включение сценария принятия решений на основе данных

Внедрение программного обеспечения Advanced Planner and Scheduling (APS) выведет ваши производственные операции на новый уровень эффективности производства, используя преимущества операционных данных, которые у вас уже есть в вашей ERP.

Связанное видео «Что если»

Ресурсы APS

Двигатели постоянного тока

| Принцип работы | Ресурсы для инженеров

Электродвигатели, работающие на электромагнетизме. Однако существуют и другие типы двигателей, в которых используются электростатические силы или пьезоэлектрический эффект. В случае двигателя PMDC (постоянного магнита постоянного тока) движение создается электромагнитом (якорем), взаимодействующим с магнитом с фиксированным полем (корпус в сборе).

В щеточном двигателе электрический ток протекает через клеммы двигателя в узле торцевой крышки, который входит в контакт с коммутатором в узле якоря через угольные щетки или щеточные листы. Электрический ток питает катушки, создавая магнитное поле, заставляющее якорь вращаться, когда он взаимодействует с магнитами, заключенными в корпус в сборе. Правило левой руки Флемминга помогает определить направление силы, тока и магнитного потока.

В бесщеточном двигателе, когда электричество подается на вывод двигателя, ток течет через фиксированное поле статора и взаимодействует с движущимся постоянным магнитом или движущимся индуцированным магнитным полем внутри ротора / якоря.После того, как движение и силовая нагрузка будут удовлетворены доступным источником тока, он возвращается обратно к источнику, выходящему из двигателя.

Ключевые элементы, взаимодействующие для создания движения

Магнитный поток – Двигатель может иметь катушку с фиксированной обмоткой или статор с постоянным магнитом и якорь с подвижной обмоткой или ротор с постоянными магнитами, которые будут иметь взаимодействующие поля магнитного потока для создания силы и движения.

Сила – Величина тока, протекающего через электромагнитное поле, пропорциональна величине силы взаимодействующего электромагнитного поля, необходимой для достижения противоположной рабочей нагрузки.Помимо силы и движения, необходимых для устройства, необходимо учитывать любую потерю эффективности при преобразовании электроэнергии в механическую работу (ватты).

Обзор шагового двигателя

Что такое шаговый двигатель

Шаговые двигатели работают иначе, чем другие двигатели постоянного тока, которые просто вращаются при подаче напряжения. Вращательный шаговый двигатель – это электромеханическое устройство, которое может разделить один полный оборот (360 °) на большое количество шагов вращения. Шаговые двигатели управляются электроникой и не требуют дорогостоящих устройств обратной связи.Линейный шаговый двигатель подобен вращающемуся двигателю, за исключением того, что вал движется линейно или продольно. Оба типа имеют две схемы обмотки для своих электромагнитных катушек: униполярную и биполярную. Униполярный означает, что каждый конец катушки имеет одну полярность. Рекомендуемый стабилитрон используется для обеспечения быстрого спада тока в отключенной катушке. Это приведет к увеличению крутящего момента двигателя, особенно на более высоких частотах.

Биполярный означает, что каждый конец катушки имеет обе полярности.Катушка будет положительной и отрицательной во время каждого цикла движения. Поскольку каждая катушка используется полностью, двигатель имеет более высокий крутящий момент по сравнению с униполярной катушкой. Биполярный драйвер может включать в себя возможность управления постоянным током, называемую приводом прерывателя. Это обеспечит увеличенный выходной крутящий момент на более высоких частотах и ​​снизит влияние колебаний температуры и напряжения питания.

Основные сведения о шаговом двигателе

Шаговый двигатель PM или «консервная банка» – недорогое решение для ваших приложений позиционирования с типичным углом шага 7.5 ° – 15 °. Меньшие углы шага можно получить с помощью Microstepping. Вал двигателя перемещается с определенным шагом при подаче электрических управляющих импульсов. Текущая полярность и частота подаваемых импульсов определяют направление и скорость движения вала.

Одним из наиболее значительных преимуществ шагового двигателя является его способность точно регулироваться в системе с разомкнутым контуром. Управление без обратной связи означает, что обратная связь о положении вала не требуется.Этот тип управления устраняет необходимость в дорогостоящих устройствах обратной связи, просто отслеживая входные ступенчатые импульсы. Шаговый двигатель – хороший выбор, когда требуется контролируемое движение. Они рекомендуются в приложениях, где нужно контролировать угол поворота, скорость, положение и синхронизм. Возможности фиксации, удержания, втягивания и извлечения крутящего момента, скорости (об / мин) и шагов на оборот (угол шага) характеризуют шаговый двигатель.

Момент фиксации – определяет максимальный крутящий момент, который может быть приложен к обесточенному двигателю, не вызывая вращения двигателя.

Удерживающий момент – определяет максимальный крутящий момент, с которым двигатель, находящийся под напряжением, может быть нагружен, не вызывая вращательного движения.

Pull-In – производительность определяет способность двигателя запускаться или останавливаться. Это максимальная частота, при которой двигатель может запускаться или останавливаться мгновенно с приложенной нагрузкой без потери синхронизации.

Pull-Out определяет максимальный крутящий момент при применении рампы ускорения / замедления без потери шагов.Он определяет максимальную частоту, на которой двигатель может работать без потери синхронизма.

Наш шаговый двигатель можно комбинировать с полной линейкой редукторов для увеличения крутящего момента и снижения скорости.

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

Теперь давайте увеличим масштаб и подробнее рассмотрим один из ключевых компонентов цепи кондиционирования энергии – инвертор .Практически любая солнечная система любого масштаба включает инвертор того или иного типа, позволяющий использовать электроэнергию на месте для устройств с питанием от переменного тока или от сети. Различные типы инверторов показаны на Рисунке 11.1 в качестве примеров. Доступные модели инверторов теперь очень эффективны (КПД преобразования энергии более 95%), надежны и экономичны. В масштабе энергосистемы основные проблемы связаны с конфигурацией системы, чтобы обеспечить безопасную работу и свести к минимуму потери при преобразовании.

Рисунок 11.1. Инверторы: малогабаритный инверторный блок для бытового использования (слева) и инверторы Satcon для коммунальных служб (справа)

Три наиболее распространенных типа инверторов, предназначенных для питания нагрузок переменного тока, включают: (1) синусоидальный инвертор (для общих приложений), (2) модифицированный прямоугольный инвертор (для резистивных, емкостных и индуктивных нагрузок) и (3) прямоугольный преобразователь (для некоторых резистивных нагрузок) (MPP Solar, 2015). Эти типы волн были кратко представлены в Уроке 6 (рис. 11.2). Здесь мы более подробно рассмотрим физические принципы, используемые инверторами для создания этих сигналов.

Рисунок 11.2. Различные типы сигналов переменного тока, создаваемые инверторами.

Кредит: Марк Федькин

Процесс преобразования постоянного тока в переменный основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция – это создание разности электрических потенциалов в проводнике, когда он подвергается воздействию переменного магнитного поля. Например, если вы поместите катушку (катушку с проволокой) рядом с вращающимся магнитом, в катушке будет индуцироваться электрический ток (Рисунок 11.3).

Рисунок 11.3. Схематическое изображение электромагнитной индукции

Кредит: Марк Федькин

Затем, если мы рассмотрим систему с двумя катушками (рисунок 11.4) и пропустим постоянный ток через одну из них (первичную катушку), эта катушка с постоянным током может действовать аналогично магниту (поскольку электрический ток создает магнитное поле). Если направление тока часто меняют на противоположное (например, с помощью переключающего устройства), переменное магнитное поле будет индуцировать переменный ток во вторичной катушке.

Рисунок 11.4. Инверторные циклы. Во время 1-го полупериода (вверху) постоянный ток от источника постоянного тока – солнечного модуля или батареи – включается через верхнюю часть первичной катушки. Во время 2-го полупериода (внизу) постоянный ток включается через нижнюю часть катушки.

Кредит: Марк Федькин

Простая двухцикловая схема, показанная на рисунке 11.4, выдает прямоугольный сигнал переменного тока. Это простейший случай, и если инвертор выполняет только этот шаг, это прямоугольный инвертор.Этот тип вывода не очень эффективен и может даже вредить некоторым нагрузкам. Таким образом, прямоугольная волна может быть дополнительно модифицирована с помощью более сложных инверторов для получения модифицированной прямоугольной волны или синусоидальной волны (Dunlop, 2010).

Для получения модифицированного выходного сигнала прямоугольной формы, такого как показанный в центре рисунка 11.2, в инверторе можно использовать управление низкочастотной формой волны. Эта функция позволяет регулировать длительность чередующихся прямоугольных импульсов. Также здесь используются трансформаторы для изменения выходного напряжения.Комбинация импульсов разной длины и напряжения приводит к появлению многоступенчатой ​​модифицированной прямоугольной волны, которая близко соответствует форме синусоидальной волны. Низкочастотные инверторы обычно работают на частоте ~ 60 Гц.

Для получения синусоидального выходного сигнала используются высокочастотные инверторы. В этих инверторах используется метод изменения ширины импульса: коммутируемые токи с высокой частотой и в течение переменных периодов времени. Например, очень узкие (короткие) импульсы имитируют ситуацию низкого напряжения, а широкие (длинные импульсы) моделируют высокое напряжение.Кроме того, этот метод позволяет изменять интервалы между импульсами: расстояние между узкими импульсами моделирует низкое напряжение (рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Широтно-импульсная модуляция для аппроксимации истинной синусоидальной волны с помощью высокочастотного инвертора.

Кредит: Марк Федкин, модифицированный после Данлопа, 2010 г.

На изображении выше синяя линия показывает прямоугольную волну, изменяемую в зависимости от длины импульса и времени между импульсами; красная кривая показывает, как эти переменные сигналы моделируются синусоидой.Использование очень высокой частоты помогает создавать очень плавные изменения ширины импульса и, таким образом, моделировать истинный синусоидальный сигнал. Метод широтно-импульсной модуляции и новые цифровые контроллеры позволили получить очень эффективные инверторы (Dunlop, 2010).

Клавишный инструмент | музыка | Британника

Клавишный инструмент , любой музыкальный инструмент, на котором можно воспроизводить разные ноты, нажимая ряд клавиш, кнопок или параллельных рычагов. Почти во всех случаях в западной музыке клавиши соответствуют последовательным нотам в хроматической гамме, и они идут от низких частот слева до высоких частот справа.

Британская викторина

Ой, что это за звук: факт или вымысел?

Вы знаете, что такое кото? Фортепиано – разновидность струнного инструмента? От перещипывания струн до нажатия клавиш – вы наверняка почесаете голову в этом изучении инструментов.

Эта большая группа инструментов приобрела большое значение, потому что клавиатура позволяет исполнителю играть сразу несколько нот, а также подряд.Эта универсальность позволяет современному пианисту или органисту играть в транскрипции любое произведение западной музыки, независимо от того, включает ли оно аккордовые гармонии, независимые контрапункциональные партии или только одну мелодию. Возможности клавишных инструментов повлияли на композицию музыки для других средств массовой информации, потому что практически каждый крупный композитор, от Уильяма Берда ( c. 1543–1623) до Игоря Стравинского (1882–1971) и далее, был по крайней мере опытным исполнителем на клавишных. , если бы не прославленный виртуоз.Эволюция идиоматического композиционного стиля клавиатуры была связана с технологическими и теоретическими разработками в рамках западной городской культуры; клавишные инструменты обычно не ассоциируются с народной музыкой, и только в течение 20 века их использование широко распространилось за пределы западного мира.

В самом широком смысле термин «клавишный инструмент» может применяться к любому инструменту, оборудованному клавиатурой, и, таким образом, может использоваться для обозначения аккордеонов, ударных инструментов, таких как челеста и карильон, и многих электронных инструментов, например Синтезатор Moog (см. Фотографию) и Ondes Martenot.В более узком смысле, который используется в этом обсуждении, этот термин ограничен инструментами, в которых звук производится от струн, будь то щипание, удары или трение, или от труб или тростника.

Электронный синтезатор звука Moog

Аллен Х. Келсон

Разработка клавиатуры

Эволюция от ранних форм

Клавиатура была разработана задолго до появления первых струнных клавишных инструментов в 14 веке, которая использовалась в органе.Знакомая сегодня клавиатура – ряд параллельных рычагов, шарнирно поворачиваемых или поворачиваемых так, чтобы их можно было толкать пальцами, – впервые появилась на гидрулусе, органе, вероятно, изобретенном в Александрии в конце III века до нашей эры. Этот тип клавиатуры, кажется, исчез после падения Римской империи, а органы раннего средневековья обычно имели ползунки, которые выдвигались для воспроизведения разных нот; у некоторых, возможно, были ключи, которые поворачивались, как ключ от замка. Клавиши последнего типа, безусловно, использовались на органистреме, большой средневековой шарманке, управляемой двумя музыкантами: один поворачивал кривошип, вращая колесо, которое терлось о одну или несколько струн, заставляя их звучать, а другой издавал разные ноты, поворачивая рычаги в форме ключей, которые останавливали струны в различных точках (подобно тому, как струны гитары упираются в гриф).

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Некоторые небольшие переносные органы имели кнопки вместо клавиш еще в 1440-х годах, но клавиатура, напоминающая современный тип, существовала в 14 веке, хотя расположение натуральных и острых клавиш (соответствует белой и черной клавишам на современном пианино) только постепенно стандартизировался. Расположение клавиш частично зависело от исполняемой музыки и частично от текущего состояния музыкальной теории.Таким образом, ранние клавиатуры имеют только одну приподнятую клавишу в каждой октаве (B ♭), и были органы, у которых B и B были «естественными» клавишами, с C♯, D♯, F♯ и G. как поднятые ключи. Цвета клавиш – белый для натуральных и черный для острых – стали стандартизированы намного позже, примерно в 1800 году, в зависимости от моды или относительной стоимости таких материалов, как кость, слоновая кость или самшит для «белых» клавиш и окрашенная древесина твердых пород или черное дерево для «черных» клавиш. К 1580 году фламандские инструменты были костяными и дубовыми; Французские и немецкие инструменты до 1790-х годов имели натуральное эбеновое или фруктовое дерево, а также костяные или слоновые кости.

Принцип работы Архивы – ElementIP Law

Совершенно очевидно, что если предложенная модификация или комбинация известного уровня техники изменит принцип действия модифицируемого известного уровня техники, указаний ссылок будет недостаточно, чтобы представить претензии на первый взгляд очевидны. В деле Ex parte Binder (апелляция № 2019-003108) Совет по патентным испытаниям и апелляциям (далее – «Совет») отменил отказ эксперта в отношении очевидности на том основании, что предложенное экспертом изменение изменило принцип действия первичной ссылки.

Предмет, раскрытый в рассматриваемой заявке, относился к «электробритвам с функциями электронной обработки изображений». Пункт 1 был иллюстративным к апелляционной жалобе и относился к портативному устройству «для захвата и отображения изображений и для идентификации элемента на изображениях». Заявленное устройство включает, среди прочих компонентов, «первую цифровую камеру для захвата первого изображения», «вторую цифровую камеру для захвата второго изображения, отличного от первого изображения» и «процессор цифровых изображений, соединенный с цифровыми камерами для прием цифровых сигналов для приема и обработки отснятых изображений.Кроме того, процессор цифровых изображений идентифицировал элемент в захваченных изображениях «с помощью распознавания образов».

Эксперт полагался в первую очередь на Освальда, который описал мобильное устройство связи с двумя видеокамерами для заявленного устройства. Эксперт признал, что Освальд не раскрыл, что идентификация изображения была выполнена «с использованием распознавания образов». Тем не менее, Examiner представил Doughty, который описал фотограмметрию корреляции трехмерных изображений, и заявил, что было бы очевидным «модифицировать» Освальда, чтобы использовать метод распознавания образов Даути для «определения полей деформации на поверхности кожи» и «быстрого и удобного применения метода. съемный узор.”

Правление не согласилось. Комиссия сначала обнаружила, что Освальд явно описан в спецификации и проиллюстрирован на рисунках, что две видеокамеры были на противоположных сторонах устройства и направлены в противоположные стороны. Правление также отметило, что Освальд учил, что первая камера использовалась для отслеживания пользователя «в режиме реального времени для определения его тела и движений лица», в то время как вторая камера указывала «в направлении движения пользователя». Таким образом, две камеры устройства Освальда были не только направлены в противоположные стороны, но и были сфокусированы на разных объектах.Таким образом, мобильное устройство, описанное Освальдом, может быть использовано, чтобы «позволить репортеру захватить последовательность изображений сцены и одновременно захватить последовательность изображений самого себя, описывающую сцену». В отличие от этого, как отметило Правление, фокусировка двух камер в технике, описанной в Даути, была в одном и том же общем направлении и была направлена ​​на один и тот же объект для достижения трехмерного представления объекта для целей измерения деформации. Соответственно, Правление обнаружило, что объединение аппарата Освальда с учениями Даути по распознаванию образов «для определения полей деформации на поверхности кожи», как утверждает Экзаменатор, потребовало бы, чтобы обе камеры Освальда фокусировались по существу в одном направлении и на одном и том же объекте, что противоречит учению Освальда о том, что две камеры смотрят в противоположных направлениях и направлены на разные объекты.

Таким образом, Комиссия пришла к выводу, что предполагаемое изменение эксперта изменит принцип работы Освальда, и согласилась с подателем апелляции, что экзаменатор опирался на «неправильное обоснование объединения [] ссылок Освальда и Даути». Следовательно, Комиссия отменила отказ экзаменатора о очевидности.

Вывод : Когда экзаменатор полагается на вторичную ссылку на признак, отсутствующий в первичной ссылке в отклонении очевидности, он склонен использовать преимущества или преимущества, описанные во вторичной ссылке, чтобы оправдать свое доверие к вторичной ссылке.В таких обстоятельствах важно выяснить, какова основная причина, описанная во вторичной ссылке, которая приводит к выявленным преимуществам, и сравнить ее с принципом работы, описанным в первичной ссылке. Как показано в документе Binder , если основная причина противоречит и, таким образом, изменит принцип действия первичной ссылки, случай очевидности prima facie не устанавливается.

Судьи : Дж.К. Крейнс, М. Л. Хоэлтер и А. Р. Реймерс

Методологические ограничения эмпирических исследований и необходимость прозрачности – Университет штата Аризона

TY – JOUR

T1 – Принцип пропорциональности в действии

T2 – Методологические ограничения эмпирических исследований и необходимость прозрачности

AU – Fellmeth, Aaron

PY – 2012

Y1 – 2012

N2 – Принцип соразмерности, заведомо неясный в применении и субъективный в интерпретации, применяется так редко, что ставит под сомнение его эффективность как значимого международного правового стандарта.Тем не менее, международные уголовные трибуналы, ученые и монументальное исследование МККК по обычному международному гуманитарному праву уверенно провозглашают этот принцип, закрепленный в обычном международном праве, применимом как к международным, так и к немеждународным вооруженным конфликтам. Чтобы оценить, являются ли эти утверждения точными, и конкретизировать, как государства интерпретируют принцип на практике, автор и его коллега провели долгосрочное многонациональное эмпирическое исследование практики государств по интерпретации и обеспечению соблюдения принципа соразмерности.В этой статье обсуждаются доступные методологические варианты и объясняется вариант, выбранный для исследования пропорциональности. Ограничения исследования, несмотря на его преднамеренную методологию, предполагают, что недостатки принципа соразмерности могут быть не столько концептуальными, сколько побочным продуктом ненужной военной секретности. В этой статье делается вывод о том, что большая прозрачность в соблюдении государством правила дискриминации и принципа соразмерности, по крайней мере, облегчила бы понимание того, как до сих пор неясный принцип работает на практике, и, в лучшем случае, могла бы создать системные эффекты, которые уменьшили бы опасность. гражданскому населению в вооруженных конфликтах.

AB – Принцип соразмерности, заведомо неясный в применении и субъективный в толковании, применяется так редко, что ставит под сомнение его эффективность как значимого международного правового стандарта. Тем не менее, международные уголовные трибуналы, ученые и монументальное исследование МККК по обычному международному гуманитарному праву уверенно провозглашают этот принцип, закрепленный в обычном международном праве, применимом как к международным, так и к немеждународным вооруженным конфликтам.Чтобы оценить, являются ли эти утверждения точными, и конкретизировать, как государства интерпретируют принцип на практике, автор и его коллега провели долгосрочное многонациональное эмпирическое исследование практики государств по интерпретации и обеспечению соблюдения принципа соразмерности. В этой статье обсуждаются доступные методологические варианты и объясняется вариант, выбранный для исследования пропорциональности. Ограничения исследования, несмотря на его преднамеренную методологию, предполагают, что недостатки принципа соразмерности могут быть не столько концептуальными, сколько побочным продуктом ненужной военной секретности.В этой статье делается вывод о том, что большая прозрачность в соблюдении государством правила дискриминации и принципа соразмерности, по крайней мере, облегчила бы понимание того, как до сих пор неясный принцип работает на практике, и, в лучшем случае, могла бы создать системные эффекты, которые уменьшили бы опасность.