WZMACNIACZE OPERACYJNE

Wzmacniacz operacyjny WZMACNIACZ OPERACYJNY – wzmacniacz prądu stałego o sprzężeniach bezpośrednich, charakteryzujący się b.dużym wzmocnieniem i przeznaczony z reguły do pracy z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego (właściwości tego obwodu decydują w głównej mierze o właściwościach całego układu). Większość WO posiada: symetryczne (różnicowe) wejścia, niesymetryczne wyjście Konwencja oznaczeń: Wszystkie sygnały (parametry) wejściowe są z indeksem „I” np. UI , II , RI ... (wejście = input) Wszystkie sygnały (parametry) wyjściowe są z indeksem „O” np. Uo , Io , Ro ... (wyjście = output) Wszystkie sygnały (parametry) różnicowe są z indeksem „d” np. Ud , , RId ... (różnica = difference) Wszystkie sygnały (parametry) wspólne są z indeksem „c” np. Uc , , RIc ... (wspólny = common)

Wzmacniacz operacyjny Sygnał doprowadzany między wejścia WO jest sygnałem różnicowym Napięcie wyjściowe jest proporcjonalne sygnału różnicowego, czyli do różnicy napięć wejściowych

Idealny wzmacniacz operacyjny Właściwości idealnego wzmacniacza operacyjnego: nieskończenie duże wzmocnienie napięciowe przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego: Au  nieskończenie duża wejściowa impedancja zarówno różnicowa jak i pomiędzy każdym wejściem i masą: RI   impedancja wyjściowa równa zeru: Ro  0 nieskończenie szerokie pasmo przenoszenia częstotliwości: f  napięcie wyjściowe równe zeru przy równych napięciach wejściowych: Uo = 0 gdy UI+=UI- zerowy prąd wejściowy (polaryzujący): II+=II-=0 nieskończenie duży dopuszczalny prąd wyjściowy: Io   nieskończenie duże tłumienie sygnału współbieżnego: CMRR   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.

Wzmacniacz odwracający Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 Potencjał punktu Z = potencjałowi punktu X = potencjałowi masy  punkt Z jest „punktem masy pozornej” Rwy  0 I1 = I2

Wzmacniacz nieodwracający Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 Potencjał punktu Z = potencjałowi punktu X  potencjałowi masy  punkt Z nie jest „punktem masy pozornej” I1 = I2 Rwy  0 Rwe  

Wtórnik napięciowy Rwe   Rwy  0 Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 punkt Z nie jest „punktem masy pozornej” Rwe   Rwy  0

Wzmacniacz różnicowy Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 Bilans Prądów: I1 = I2 oraz I3 = I4

Wzmacniacz różnicowy Rwe - = R1 Rwe + = R3 + R4 Rwy  0

Wzmacniacz sumujący Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 Bilans prądów:

Konwerter napięcie/prąd Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 punkt Z jest „punktem masy pozornej” Bilans prądów:

Wzmacniacz całkujący (integrator) Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 punkt Z jest „punktem masy pozornej” Bilans prądów:

Wzmacniacz różniczkujący Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0 punkt Z jest „punktem masy pozornej” Bilans prądów:

Prostownik liniowy (idealny) R = R1= R2 1. UI < 0 UwyWO > 0 2. UI > 0 UwyWO < 0

Przesuwnik fazowy Założenie: Au  oraz II+= I I-= 0

Przesuwnik fazowy r = 0 Auf= -1  Uo = - UI (φ = 180o) 2. r =  (φ = 0)