|
|
Wzmacniacze operacyjne są chyba najbardziej rozpowszechnionymi analogowymi układami scalonymi. Początek tych układów sięga czasów dla niektórych zupełnie historycznych, bo lat pięćdziesiątych XX wieku. Oczywiście nie było jeszcze wtedy mowy o takiej postaci tych układów jak obecnie.
|
W tamtych czasach układy te stosowane były w maszynach analogowych i służyły jedynie do wykonywania operacji matematycznych, takich jak dodawanie czy całkowanie, stąd też pochodzi ich nazwa wzmacniacz operacyjny.
Schemat wzmacniacza operacyjnego µA 741
Wzmacniacz operacyjny opisywany jest jako wzmacniacz prądu stałego, czy jak kto woli wzmacniacz o sprzężeniach bezpośrednich, który charakteryzuje się bardzo dużym wzmocnieniem, wejściem różnicowym (symetrycznym) i wyjściem asymetrycznym - są również wzmacniacze z wyjściem symetrycznym.
Wzmacniacz operacyjny służy podobnie jak inne wzmacniacze do wzmocnienia napięcia czy też mocy, różni się jednak od zwykłych wzmacniaczy tym, że w przeciwieństwie do nich sposób jego działania zależy głównie od zastosowanego zewnętrznego obwodu sprzężenia zwrotnego (najczęściej silnego ujemnego sprzężenia zwrotnego).
|
Na rysunku przedstawiony jest przykładowy symbol graficzny wzmacniacza operacyjnego. |
Wejście oznaczone znakiem "-" jest tak zwanym wejściem odwracającym (odwraca fazę sygnału wejściowego), wejście oznaczone znakiem "+" to wejście nieodwracające, po przeciwnej stronie znajduje się wyjście wzmacniacza (w tym przypadku końcówka nr 1). Aby na wejściach i wyjściu mogły występować napięcia zarówno dodatnie jak i ujemne to układ musi być zasilany napięciami dodatnim i ujemnym podawanymi na końcówki 4 i 11.
|
Na rysunku pokazany jest najprostszy schemat zastępczy wzmacniacza operacyjnego. |
Na wejście odwracające doprowadzony jest sygnał UI2, na wejście nieodwracające UI1. Sygnał wejściowy występujący pomiędzy wejściami wzmacniacza jest nazywany sygnałem różnicowym Ud i jest równy różnicy sygnałów wejściowych UI1- UI2. Pomiędzy wejściami wzmacniacza występuje wejściowa rezystancja różnicowa Rd. Napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do wejściowego napięcia różnicowego Ud, a współczynnik Ku jest nazywany wzmocnieniem napięciowym wzmacniacza z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego (open loop gain). Napięcie na wyjściu wzmacniacza można więc opisać zależnością
UO=Ku· (UI1- UI2)=Ku· Ud
Właściwości idealnego wzmacniacza operacyjnego można w skrócie przedstawić następująco:
-
nieskończenie duże wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego,
-
nieskończenie duża wejściowa impedancja zarówno różnicowa jak i pomiędzy każdym wejściem i masą,
-
impedancja wyjściowa równa zeru,
-
nieskończenie szerokie pasmo przenoszenia częstotliwości,
-
napięcie wyjściowe równe zeru przy równych napięciach wejściowych,
-
zerowy prąd wejściowy,
-
nieskończenie duży dopuszczalny prąd wyjściowy,
-
nieskończenie duże tłumienie sygnału współbieżnego,
-
niezmienność parametrów pod wpływem temperatury.
Oczywiście wszystkie te właściwości nie są osiągalne ale upraszczają analizę wzmacniaczy i stanowią wyznacznik do osiągania najlepszych parametrów produkcyjnych wzmacniaczy.
Wkrótce artykuł zostanie bardziej rozbudowany.
űródło: http://www.edw.com.pl/
Grafika zamieszczona w artykule jest chroniona prawami autorskimi, warunkiem wykorzystania pliku grafiki jest podanie nazwy firmy wykonującej układ wyżej wymienionego schematu oraz adresu strony i autora, który opracował schemat na podstawie schematu firmy.
|
