Операционен усилвател

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Операционен усилвател в метален корпус.
Принципна схема на операционен усилвател.
Операционни усилватели в различни пакети.
Вътрешна реална структура на ОУ.

Операционен усилвател (ОУ, OpAmp) е вид диференциален усилвател с несиметричен изход и имащ много голям коефициент на усилване.[1]

Операционните усилватели се зараждат с аналоговите компютри, където се използват за извършване на математически операции в много линейни, нелинейни и честотно-зависими схеми. Популярността на операционния усилвател като основен елемент в аналоговата електроника се дължи на неговата гъвкавост. Използвайки отрицателна обратна връзка, характеристиките на схемата на операционния усилвател и неговият входен и изходен импеданс се определят от външни компоненти, но имат слаба зависимост от температурните коефициенти в самия операционен усилвател.

В днешно време операционните усилватели са сред най-широко използваните електронни устройства, намирайки приложение в множество потребителски, промишлени и научни инструменти. Повечето стандартни операционни усилватели струват стотинки за да се произведат. Все пак, някои хибридни операционни усилватели със специални експлоатационни качества могат да струват стотици левове.[2]

Определение[редактиране | редактиране на кода]

Операционният усилвател има два входа:

  • неинвертиращ (в електронните схеми се обозначава с +)
  • инвертиращ (обозначава се с −)

Изходното напрежение на ОУ е пропорционално на разликата в напреженията между неинвертиращия и инвертиращия входове:

Освен това Операционните усилватели са т.н. „идеални“ усилватели заради тяхната „права“ на волт-амперната им характеристика. Т.е. с идеалната си кристална структура в чипа и точното оразмеряване на вътрешната им архитектура не внасят никакви Нелинейни изкривявания върху манипулирания сигнал.

История[редактиране | редактиране на кода]

Операционните усилватели са изобретени още във времето на електронните лампи, сега те се произвеждат във формата на интегрални схеми, много често няколко усилвателя в един корпус.

Разлики между реалния и идеалния ОУ[редактиране | редактиране на кода]

Реално изходното напрежение на усилвателя е ограничено отгоре и отдолу със стойността на захранващото напрежение. Коефициентът на усилване на ОУ може да надвиши 106 и не се нормира. Практически операционните усилватели винаги се използват в схеми с отрицателна обратна връзка. ОУ без обратна връзка се използва в качеството на компаратор.

Схеми на базата на ОУ[редактиране | редактиране на кода]

Типична принципната схема на включване на операционния усилвател е показана на фигурата. Посредством резисторите R1 и R2 е реализиран делител на напрежение

С отчитане на първото уравнение,

Колкото е по-голям, толкова коефициентът на усилване клони към:

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Understanding Single-Ended, Pseudo-Differential and Fully-Differential ADC Inputs. // Архивиран от оригинала на 26 юни 2007. Посетен на 10 ноември 2007.
  2. Apex OP PA98. // Архивиран от оригинала на 1 януари 2016. Посетен на 8 ноември 2015.

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]