Операционен усилвател

Определение

Принципна схема на операционен усилвател

Операциони усилвватели в различни пакети

Операционен усилвател в метален корпус

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

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:

$V_{out}=G(V_{+}-V_{-})$

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

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

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

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

$V_{-}={R_{1} \over R_{1}+R_{2}}V_{out}$

С отчитане на първото уравнение,

$V_{out}=V_{in}{1 \over {R_{1} \over R_{1}+R_{2}}+{1 \over G}}$

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

${V_{out} \over V_{in}}\simeq {R_{1}+R_{2} \over R_{1}}$

Препратки

• Курс лекции