Operační zesilovač - Popularita operačního zesilovače jako konstrukčního prvku v analogových obvodech je dána jeho univerzálností. Použitím negativní zpětné vazby a změnou charakteristik obvodu zpětné vazby operačního zesilovače můžete změnit jeho zesílení, vstupní a výstupní impedanci, šířku pásma atd. Tyto parametry jsou určovány externími součástmi a závisí jen nepatrně na teplotních koeficientech nebo konstrukčních tolerancích v samotný operační zesilovač. Díky této skutečnosti jsou tyto prvky univerzální a ochotně je využívají konstruktéři elektronických systémů .
Operační zesilovač - univerzální blok pro budování analogových obvodů
Použití operačních zesilovačů jako bloků obvodů výrazně zjednodušuje jejich konstrukci bez ohledu na to, zda jsou použité zesilovače integrované obvody nebo složené z diskrétních prvků. Vzhledem k tomu, že můžete operační zesilovač přiblížit, jako by to byl ideální diferenciální zesilovač, je návrh systému jednoduchý. Teprve v pozdější fázi návrhu je pro každý operační zesilovač vybrán přijatelný rozsah parametrů. Tento typ přístupu umožňuje nejen zjednodušit proces návrhu zařízení, ale také zjednodušit jeho modelování ve fázi vytváření prototypu.
Princip činnosti operačních zesilovačů
Operační zesilovač je, zjednodušeně řečeno, napěťový zesilovač s diferenciálním vstupem, stejnosměrně vázaný. Vstup se skládá ze dvou signálů - kladného, neinvertujícího a záporného, invertujícího. Výstupní napětí je zase asymetrické a rovná se rozdílu mezi neinvertujícími a invertujícími vstupy zesílenými složením A (kde A je zisk prvku s otevřenou smyčkou). Tento parametr je vysoký pro většinu operačních zesilovačů a je často 100 000 nebo více. Tyto systémy mohou také pracovat v uzavřené zpětnovazební smyčce. Zavedením vhodných prvků do smyčkového obvodu je možné získat systémy s nižším ziskem, nelineární prvky atd.
Typické operační obvody operačních zesilovačů
Operační zesilovač s uzavřenou zpětnou vazbou 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 - minus) . Zisk takového systému závisí na prvcích zpětnovazební smyčky. V prvním případě je kladný a ve druhém záporný, což způsobí fázový posun signálu o 180 stupňů - to znamená jeho inverzi. Pokud jsou ve zpětnovazební smyčce prvky, jako jsou kondenzátory nebo cívky, je možné upravit frekvenční charakteristiky smyčky, a tím i celého zesilovače. To umožňuje konstrukci aktivních filtrů s využitím operačních zesilovačů. Kromě toho existují speciální obvody operačních zesilovačů, jako jsou diferenciální a integrační obvody, sčítače a další.
