home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Antic Magazine 1989 September / Antic_Magazine_1989_09_Antic_Side_B.atr / oamanual < prev    next >
Text File  |  2023-02-26  |  7KB  |  1 lines

  1. COMPUTER AIDED DESIGN OF OPERATIONAL¢AMPLIFIER CIRCUITS¢¢By David Hayes¢¢¢OPERATIONAL AMPLIFIERS / CAD¢XXX¢ This program can aid you in the¢design of most operational amplifier¢(OP AMP) circuits.  Hence its name,¢Computer Aided Design (CAD).  Your¢computer can now remove the burden of¢making numerous calculations from your¢design task.  Its spreadsheet-like¢operation allows you to instantly see¢the effects of any circuit changes you¢make.  If you have an Atari 825¢80-Column Printer (or just about¢standard printer Ws attached, you can¢get a record of your design effort.¢¢XXX¢ Although some knowledge of OP AMP¢circuit design is required, this¢program should find wide use among¢students and hobbyists as well as¢professionals.¢¢ REQUIRED: Atari BASIC language¢and minimum 48K memory. OPTIONAL:¢Printer¢¢XXX¢LOADING CAD INTO COMPUTER MEMORY¢¢ Insert the program disk in drive 1,¢power up the printer if it will be¢used, and then boot the computer with¢Atari BASIC enabled.  The program will¢run automaticaly.¢¢MAIN MENU SCREEN¢¢ After the title screen, the program¢will automatically proceed to the¢first menu screen, containing¢functions, commands, and menus.¢XXX¢¢ Your computer can provide some HELP¢at any step along the way.  If you¢would like some help just press the¢[H] key during normal program¢operation.¢¢ Press [SELECT] to highlight the¢different circuits listed on the menu.¢Press [START] when the circuit you¢want is highlighted.¢XXX¢¢DESIGN NOTES¢¢ Once you make your selection, a¢design screen will be displayed.¢Design notes and general circuit¢information follow.¢¢ If you are a beginner, you may wish¢to fist review the design example¢described in the section labeled¢SAMPLE APPLICATIONs.¢¢XXX¢ If you have a printer but do not want¢a printout of your designs, just turn¢your printer off.¢¢KEY FUNCTIONS¢¢[RESET] - Return control to the main¢menu.¢¢[SELECT] - Selects component to be¢changed.¢¢[OPTION] - Change circuit¢configuration, if supported.¢¢XXX¢[START] or [RETURN] - Enters a new¢value for the selected component.¢Then the program displays the effect¢of this change.¢¢[H] - Display HELP messages.¢¢[0] through [9] number keys - Used to¢input a new component value.¢¢XXX¢Below are notes on the individual types of circuit:¢¢INVERTER OP AMP¢¢Circuit Characteristics:¢¢1)  Gain can be less than, equal to,¢or greater than one.¢¢2)  Input impedance is equal to R1.¢¢Calculated Values:¢¢1)  R3=R1*R2/(R1+R2)¢2)  GAIN=-R2/R1¢XXX¢NON-INVERTING OP AMP¢¢Circuit Characteristics¢¢1)  Gain must be greater than one.¢¢2)  Input impedance is very large.¢¢Calculated Values¢¢1)  GAIN=(R1+R2)/R1¢¢XXX¢SCHMITT TRIGGER/COMPARATOR¢¢Circuit Characteristics¢¢1)  Provides rapid output transition.¢It is most often used as a buffer¢between analog and digital circuits.¢¢2)  This circuit will act as a¢comparator for values of T less than¢one.  When T is greater than one then¢the circuit will act as a true Schmitt¢trigger.¢XXX¢¢3)  T is typically made much greater¢than one to account for large¢variations in the open loop gain¢(AOL).¢¢Calculated Values¢¢1)  T=R1*(AOL)/(R1+R2)¢¢INTEGRATOR¢¢XXX¢Circuit Characteristics¢¢1)  The output is equal to the gain¢times the integral of the input¢voltage.¢¢Calculated Values¢¢1)  GAIN=-1/(R1*C1)¢2)  R2=R1¢¢XXX¢DIFFERENTIAL (DIFFERENCE) AMPLIFIER¢¢Circuit Characteristics¢¢1)  Input impedance to V1 is R1, V2¢R2, and V3 R3.¢¢2)  R1 must be equal to R3, and R2¢must be equal to R4 for this circuit¢to be a true differential amplifier¢.  Ideally, a differential amplifier¢should not amplify signals which are¢not common to both inputs.  However, a¢1% deviation in any one of the¢resistances will cause a large¢¢XXX¢reduction in its ability to reject¢common mode signals.¢¢Calculated Values¢¢1)  OUTPUT=((R1+R2)/(R3+R4))*(R4/R1)*¢V2-R2/R1*V1¢¢XXX¢ADDER (SUMMING) AMPLIFIER¢¢Circuit Characteristics¢¢1)  Output is the inverted sum of all¢input signals.¢¢Calculated Values¢¢1)  OUT=-R4*(V1/R1+V2/R2) NOTE: Two¢input option.¢¢2)  OUT=-R4*(V1/R1+V2/R2+V3/R3) NOTE:¢Three input option.¢¢XXX¢3)  R5=1/(1/R1+1/R2+1/R4) NOTE: Two¢input option.¢¢4)  R5=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4) NOTE:¢Three input option.¢¢SAMPLE APPLICATION¢¢Let's design an inverting op amp¢amplifier circuit...¢¢XXX¢Step 1: [SELECT] the inverter circuit¢from the main menu.  When the word¢INVERTER is highlighted, press¢[START].  The CAD program will load¢from the disk and display the selected¢circuit.¢¢XXX¢Step 2: Again, press [SELECT] to see¢which circuit parameters you can¢modify.  Pause at some component, then¢enter a value for it.  Your new value¢is displayed, and all parameters¢affected by your change will be¢updated.  You may wish to consult your¢Design Notes at this point.¢¢XXX¢Step 3: Repeat Step 2 as often as¢necessary to get the right values.¢Experiment freely.  If you make a¢mistake the computer will recover and¢display an error message.  It's just¢that simple.¢¢êRemember, press [H] for Help. **¢¢XXX¢ADVANCED TECHNICAL INFORMATION¢¢The integrated circuit OP AMP is the¢workhorse of linear amplifiers used in¢most audio equipment.  Its low cost¢and high performance has made it the¢amplifier of choice among¢professionals, students, and hobbyists¢alike.  The generic 741 and improved¢versions are typical of this group.¢XXX¢Most OP AMPs of 741 quality or better¢can be readily used to construct the¢circuits designed with this CAD¢program.  I suggest that you consult¢any of the many good texts and¢application notes for details of¢circuit design and OP AMP selection.¢Your local electronics shop probably¢stocks many of these books.¢¢XXX¢You may wish to pick up the¢"Engineer's Mini-Notebook, Op Amp IC¢Circuits" by Forrest M. Mims III.¢This book is available from Radio¢Shack, catalog number 276-5011.  It is¢filled with many excellent examples of¢the 741 and several popular OP AMPS.¢(Radio Shack also sells the 741 OP¢ AMP.)¢¢XXX¢Resistors and capacitors come in¢industry standard sizes.  The program¢will accept standard and non-standard¢values.  However, you may have¢difficulty building your circuit with¢non-standard component values.  So,¢for your reference, the standard¢(common) values are noted below.¢¢XXX¢STANDARD COMPONENT VALUES¢¢RESISTORS¢¢OHMS OHMS OHMS OHMS OHMS OHMS OHMS¢2.2  20   180  1.6K 15K  130K 1.2M¢2.4  22   200  1.8K 16K  150K 1.3M¢2.7  24   220  2.0K 18K  160K 1.5M¢3.0  27   240  2.2K 20K  180K 1.6M¢3.3  30   270  2.4K 22K  200K 1.8M¢3.6  33   300  2.7K 24K  220K 2.0M¢3.9  36   330  3.0K 27K  240K 2.2M¢4.3  39   360  3.3K 30K  270K 2.4M¢4.7  43   390  3.6K 33K  300K 2.7M¢5.1  47   430  3.9K 36K  330K 3.0M¢¢XXX¢5.6  51   470  4.3K 39K  360K 3.3M¢6.2  56   510  4.7K 43K  390K 3.6M¢6.8  62   560  5.1K 47K  430K 3.9M¢7.5  68   620  5.6K 51K  470K 4.3M¢8.2  75   680  6.2K 56K  510K 4.7M¢9.1  82   750  6.8K 62K  560K 5.1M¢10   91   820  7.5K 68K  620K 5.6M¢11   100  910  8.2K 75K  680K 6.2M¢12   110  1.0K 9.1K 82K  750K 6.8M¢13   120  1.1K 10K  91K  820K 7.5M¢15   130  1.2K 11K  100K 910K 8.2M¢16   150  1.3K 12K  110K 1.0M 9.1M¢18   160  1.5K 13K  120K 1.1M 10M¢¢XXX¢CAPACITORS¢¢FARAD    FARAD    FARAD    FARAD¢10pf     100pf    4.7nf    100nf¢22pf     220pf    10nf     220nf¢39pf     330pf    22nf     330nf¢47pf     470pf    33nf     470nf¢68pf     1.0nf    47nf¢