P1100082
Wprowadzenie ujemnego sprzężeniu zwrotnego powodu jo A-krolny wzrost nu-pedanci wejicloWej
v\={ąV1 | Xi(l_fA) , Zi *
4»
Analogicznie inpedanga wyjściowa zmaleje AT-kroiiuc
Zo__?o
■ST “!Jr-
(Z37)
(2.38)
I g|g
W wielu gałęziach techniki pomiarowej, regulacyjnej i obliczeniowej, a ostatnio i w aparaiur/e chemicznej, stosowane są w/.inacniacZe operacyjne. Na/wa tych wzmacniaczy związana jest z ich pierwotnym przeznaczeniem, którym było wykonywanie operacji matematycznych w maszynach analogowych. Wzmacniacze operacyjne oprócz wykonywania operacji matematycznych (dodawanie, mnożenie, różniczkowanie. całkowanie, logaiylntowanio itd.) umożliwiają realizację dokładnych obwodów pomiarowych, iródeł kontrolowanego napięcia i kontrolowanego prądu (stałego / zmiennego) ilp. Wzmacniacze operacyjne są wy korzy > lywmic w aparaturze chemicznej. stosowanej w metodach elektrochemicznych, optycznych i chromatograficznych.
Konstrukcyjnie wzmacniacz operacyjny przedstawia szerokopasmowy wzmacniacz o dużym wzmocnieniu (> 10*) i długotrwałej stabilności. W zależności od rodzaju części składowych (lampy elektronowe, tranzystory, obwody scalone) rozmiary wzmacniaczy operacyjoych zmieniają się w granicach od jednego do kilkudziesięciu centymetrów. Rozróżnia się wzmacniacze operacyjne z prostym i różnicującym wejściem (wzmacniacze różnicowe, obecnie stosowane najczęściej).
Symbolicznie wzmacniacz operacyjny przedstawia się w postaci trójkąta, który wskazuje kierunek przepływu sygnału (rys. 2.3). Wzmacniacz operacyjny z prostym wejściem można również traktować jako szczególny przypadek wzmacniacza operacyjnego z wejściem różnicującym, w którym biegun dodatni jest uziemiony
0
|
tefeSBl i |
ffę_ |
BI S |
|
rl i -> ■ 0 |
lal ■ |
1
Rys. 2,3. Wzmacniacz operacyjny: ii) z wejściem różnicującym, b, c) w układzie prostego wejścia A - wejście odwracające, B - wejście nicodwracające
(rys. 2.3b). Po lewej stronie zaznaczone są wejścia, po prawej - wyjściu. Uziemiony biegun zwykle jest pomijany na rysunku. Sygnał wprowadzony na zacisk A wywołuje na wyjściu C sygnał o przeciwnym znaku (odwracana jest faza), w związku z czym zadsk ten jest nazywany wejściem odwracającym. W przypadku wzmacniacza 7. prostym wejściem chodzi zatem najczęściej o wzmacniacz z dużym Wzmocnieniem ujemnym. Wejście na zacisku R jest wejściem nieodwracającym.
Wzmacniacz operacyjny wysokiej kłusy mu następujące własności: tiule wzmóc, nienfa napięciowe 110*10*), dużą iropedaneję wejściową (10* 10'2 Q), małą hm-pedincjg wyjściową (< 10O 11), wysoką stabilność (mały dryfl /era i znikomy szum lila prądu wyjściowego).
Podczas pracy wzmacniacza operacyjnego już. niewielkie napięcie na wejściu sprawki, że wzmacniacz jest „nasycony", t/n. napięcie wyjściowe out maksymalną wartość. Jedynie w ukludzie z ujemnym sprzężeniem zwrotnym otrzymuje się obwody stabilne, odpowiednie dla wykonywania dokładnych operacji. Oprócz wspomnianego sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczach operacyjnych wykorzystuje uę Operacyjne sprzężenie zwrotne, które można uważać za zmodyfikowaną odmianę ujemnego napięciowego sprzężenia zwrotnego (rys. 2.4).
Ten typ sprzężenia zwrotnego stosowany jest w tzw. odwracającym układzie pracy wzmacniacza operacyjnego, w którym mierzony sygnał wprowadzany jest na ujemne odwracające wejście, podczas gdy dodatnie (nieodwracające) wejście jest uzicmienc (rys. 2.5).
Rya. 15. Odwracający układ pracy wzmacniaaa operacyjnego
Z uwagi na wysoką impcdcmcję wejściową
fp o
hb (209)
Ji = J/
.. Potencjał punktu 6* w wyniku dużej wartości wzmocnienia A niewiele różni się od zera (tj, potencjału bieguna dodatniego)
(2.40)
Z równań (2.39) i (2.40) wynika, że
Vi __ _ Vo
Z. Z/
Dla stosunku napięć wyjściowego i wejściowego obowiązuje zatem
2t
Wyszukiwarka