elektronika:wzmacniacz

:wersja PDF

### Definicja wzmacniacza operacyjnego

Wzmacniacz operacyjny charakteryzuje się bardzo dużym wzmocnieniem i przeznaczony jest z reguły do pracy w układzie z zewnętrznym obwodem ujemnego sprzężenia zwrotnego. Właściwości tego obwodu decydują w głównej mierze o właściwościach całego układu. Większość wzmacniaczy operacyjnych ma symetryczne (różnicowe) wejścia i niesymetryczne wyjście. Na rysunku znajduje się symbol wzmacniacza:

Zacisk WE1 oznaczony „-” nosi nazwę wejścia odwracającego, ponieważ sygnał wyjściowy jest odwrócony w fazie o 180° względem sygnału przyłożonego do tego wejścia. Zacisk WE2 oznaczony „+” jest wejściem nieodwracającym, ponieważ sygnał wyjściowy jest w fazie z sygnałem doprowadzonym do tego wejścia.

Wzmacniacz operacyjny może pracować w układzie o wejściu niesymetrycznym, jeżeli sygnał wejściowy poda się na jedno z dwóch wejść WE1 lub WE2 (sygnał przyłączony jest pomiędzy zaciskiem wejściowym, a masą przy drugim zacisku dołączonym do masy). W układzie o wejściu symetrycznym sygnał wejściowy doprowadza się między wejścia WE1 i WE2 wzmacniacza. Sygnał taki nazywa się sygnałem różnicowym. Napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do wartości sygnału różnicowego, czyli do różnicy napięć wejściowych zgodnie z zależnością:

UWY = AU( UWE1 - UWE2 ) = AU * Ud

gdzie:

UWE1,UWE2 - napięcia wejściowe, UWY - napięcie wyjściowe, Ud - różnicowe napięcie wejściowe, AU - wzmocnienie napięciowe wzmacniacza z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego (wzmocnienie różnicowe).

Ważną właściwością wzmacniacza operacyjnego, jest to, że sygnał na wyjściu powinien być równy zeru, gdy na obu wejściach występują jednakowe sygnały względem masy. Jednakowy sygnał podany na oba wejścia jest nazywany sygnałem wspólnym (współbieżnym). Mówi się, że wzmacniacz operacyjny tłumi sygnał wspólny.

### Wzmacniacz operacyjny idealny

W analizie pracy WO z różnymi rodzajami sprzężeń zwrotnych korzysta się często z jego wyidealizowanego modelu jakim jest WO idealny. W tabeli. przedstawiono podstawowe parametry jakimi powinien charakteryzować się wzmacniacz idealny w zestawieniu z parametrami masowo produkowanego i najpowszechniej stosowanego wzmacniacza μA 741.

gdzie:

- WZMOCNIENIE NAPIĘCIOWE AU - stosunek napięcia wyjściowego do różnicowego napięcia na wejściu przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego,
- WEJŚCIOWA REZYSTANCJA RÓŻNICOWA RID - rezystancja występująca między wejściowymi zaciskami WO,
- REZYSTANCJA WYJŚCIOWA RO - rezystancja występująca między zaciskiem wyjściowym a masą we wzmacniaczu zrównoważonym z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego,
- CZĘSTOTLIWOŚĆ GRANICZNA fT - największa częstotliwość, przy której wzmocnienie różnicowe jest równe wzmocnieniu maksymalnemu (wzmocnieniu dla prądu stałego).

### Podstawowe układy pracy wzmacniacza operacyjnego

- Wzmacniacz odwracający
- Wzmacniacz nieodwracający
- Wzmacniacz różnicowy
- Wtórnik napięciowy
- Wzmacniacz sumujący
- Wzmacniacz całkujący (integrator)
- Wzmacniacz różniczkujący
- Wzmacniacz logarytmujący

### Inne zastosowania

- Filtry aktywne RC
- Generator przebiegu sinusoidalnego
- Komparator
- Prostownik liniowy
- Ogranicznik napięcia
- Generator przebiegu prostokątnego
- Detektor przejścia przez zero
- Detektor wartości szczytowej

### Linki

Chyba dość kompletne opracowanie ...

http://pl.wikipedia.org/wiki/Wzmacniacz_operacyjny

http://riad.usk.pk.edu.pl/~mlankosz/pe_inst05.pdf