T 5 WSTĘP TEORETYCZNY

WSTĘP TEORETYCZNY

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi układami wzmacniaczy operacyjnych i ich

zastosowaniem, oraz określenie wybranych parametrów poszczególnych układów.

W tym ćwiczeniu laboratoryjnym badamy układy ze wzmacniaczem:

odwracający
nieodwracający
sumujący
odejmujący
całkujący
różniczkujący
wtórnik napięciowy

Teoria:

Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy, różnicowy wzmacniacz prądu stałego, charakteryzujący się bardzo dużym wzmocnieniem, wejściem różnicowym (symetrycznym) i wyjściem asymetrycznym - są również wzmacniacze z wyjściem symetrycznym. Wzmacniacz operacyjny służy podobnie jak inne wzmacniacze do wzmocnienia napięcia czy też mocy, różni się jednak od zwykłych wzmacniaczy tym, że w przeciwieństwie do nich sposób jego działania zależy głównie od zastosowanego zewnętrznego obwodu sprzężenia zwrotnego (najczęściej silnego ujemnego sprzężenia zwrotnego). Wzmacniacze operacyjne są najbardziej rozpowszechnionym analogowym układem elektronicznym, realizowanym obecnie w postaci monolitycznych układów scalonych. Wielka uniwersalność, przy jednoczesnym wykorzystaniu istotnych właściwości układów scalonych, daje możliwość stosowania ich w rozmaitych układach, urządzeniach i systemach elektronicznych, zapewniając masowa produkcje, niska cenę i bardzo dobre parametry użytkowe. Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia: odwracające (oznaczane symbolem '-', napięcie na tym wejściu U − ) i nieodwracające (oznaczane symbolem '+', napięcie na tym wejściu U + ), oraz jedno wyjście (napięcie wyjścia UO); różnica napiec wejściowych nazywa się napięciem różnicowym

(Ud = U + − U − ).

Wzmacniacz różnicowy - wzmacniacz elektryczny, którego napięcie wyjściowe jest zależne od

różnicy napięć między wejściami wzmacniacza. W najprostszej wersji składa się z dwóch tranzystorów

sprzężonych ze sobą za pośrednictwem rezystora Re.

Wzmacniacz odwracający :

Prąd płynący przez rezystor R₁ jest równy prądowi płynącemu przez rezystor R₂. Przy założeniu, iż

jest nieskończenie duża rezystancja wejściowa oraz rezystancja wyjściowa równa zeru. W myśl tego

otrzymujemy:

Układ do badania wzmacniacza w układzie odwracającym.

Wzmacniacz nieodwracający:

W układzie wzmacniacza nieodwracającego sygnał wejściowy doprowadza się do wejścia

nieodwracającego wzmacniacza operacyjnego.

Wtórnik napięciowy uzyskuje się we wzmacniaczu nieodwracającym przy zastosowaniu rezystora o R ∞ . Wartość rezystancji R powinna być równa wartości rezystancji źródła sygnału wejściowego. Taki układ charakteryzuje się bardzo dużą rezystancją wejściową i małą rezystancją wyjściową.