Operační zesilovač – univerzální blok pro stavbu analogových obvodů
Použití operačních zesilovačů jako obvodových bloků značně zjednodušuje jejich konstrukci, bez ohledu na to, zda jsou použité zesilovače integrované obvody nebo jsou složeny z diskrétních prvků. Protože operační zesilovač lze aproximovat, jako by to byl ideální diferenciální zesilovač, je návrh systému jednoduchý. Zisk operačního zesilovače závisí na konkrétním modelu, proto si před výběrem přečtěte technický popis. Dalšími důležitými otázkami jsou výstupní napětí operačního zesilovače (na výstupu zesilovače), frekvenční charakteristika, pouzdro a třída. Vyplatí se také přečíst informace popisující vstupní napětí a rozdílové napětí (tedy rozdíl vstupních napětí).
Co dalšího odlišuje operační zesilovače?
Až v pozdější fázi projektu se zvolí přípustný rozsah parametrů pro každý operační zesilovač. Tento typ přístupu umožňuje nejen zjednodušit proces návrhu zařízení, ale také zjednodušit jeho modelování ve fázi vytváření prototypu.
Princip činnosti operačních zesilovačů
Zjednodušeně řečeno, operační zesilovač je napěťový zesilovač se stejnosměrně vázaným diferenciálním vstupem. Na vstupech zesilovače jsou dva typy signálů - kladné, neinvertující napětí a záporné, invertující napětí.
Výstupní napětí je naopak asymetrické a rovné rozdílu mezi neinvertujícími a invertujícími vstupy, zesílené A krát (kde A je zesílení prvku v otevřené zpětnovazební smyčce). Tento parametr je vysoký pro většinu operačních zesilovačů a je často 100 000 nebo více. Tyto systémy mohou také pracovat v uzavřené smyčce (tj. negativní zpětná vazba). Zavedením vhodných prvků do obvodu smyčky můžete získat systémy s nižším ziskem, nelineární prvky atd.
Typické operační obvody operačních zesilovačů
Operační zesilovač s uzavřenou zpětnovazební smyčkou může v zásadě pracovat ve dvou konfiguracích - neinvertující zesilovač (se signálem přiváděným na neinvertující vstup - plus) a invertující zesilovač (se signálem přiváděným na invertující vstup - mínus) .
Zisk takového systému závisí na prvcích zpětné vazby. V prvním případě je kladný a ve druhém záporný, což způsobí posun fáze signálu o 180 stupňů - tedy jeho inverzi. Pokud jsou ve zpětnovazební smyčce prvky jako kondenzátory nebo cívky, je možné modifikovat frekvenční charakteristiky smyčky a následně i celého zesilovače.
To umožňuje konstrukci aktivních filtrů pomocí operačních zesilovačů. Kromě toho existují specializované obvody operačních zesilovačů, jako jsou derivační nebo integrální obvody, sčítačky a další.
Operační zesilovače - FAQ
