Cw.2 WZMACNIACZ OPERACYJNY

1.Omówić parametry i właściwości idealnego wzmacniacza operacyjnego

IDEALNY WZMACNIACZ OPERACYJNY POWINIEN WYKAZYWAĆ NASTĘPUJĄCE WŁAŚCIWOŚCI:

- nieskończenie duże wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego (K → ∞)

- nieskończenie szerokie pasmo przenoszonych częstotliwości

- nieskończenie dużą impedancję wejściową (między wejściami oraz między wejściami a masą)

- impedancję wyjściową równą zeru

- napięcie wyjściowe równe zeru przy sterowaniu sygnałem nieróżnicowym (wspólnym)

- wzmocnienie idealne różnicowe, a więc nieskończenie duże tłumienie sygnału nieróżnicowego

- niezależność parametrów od temperatury

2. Omówić podstawowe konfiguracje pracy wzmacniacza operacyjnego, podać zależności na napięcie wyjściowe wzmacniacza w poszczególnych układach pracy

PODSTAWOWE UKŁADY PRACY WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY FAZĘ SYGNAŁU WEJŚIOWEGO

	Napięcie na wyjściu równe:
		wzmocnienie układu wynosi:

WZMACNIACZ NIEODWRACAJĄCY

Sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego.	Napięcie na wyjściu wynosi:
		wzmocnienie wynosi

WTÓRNIK NAPIĘCIOWY

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

WZMACNIACZ ODEJMUJĄCY (różnicowy)

Realizuje on odejmowanie napięć wejściowych w odpowiednim stosunku zależnym od wartości rezystorów znajdujących się w układzie.

jeśli spełniony będzie warunek to

WZMACNIACZ SUMUJĄCY

Za pomocą tego wzmacniacza łatwo można zrealizować dodawanie.

Wartość rezystancji RR powinna być równa rezystancji wynikającej z równoległego połączenia rezystorów R1, R2, ... Rn i R. W wyniku połączenia wzmacniacza różnicowego i sumującego otrzymujemy układ realizujący jednocześnie sumowanie i odejmowanie napięć. W celu uniknięcia błędów należy pamiętać, aby rezystancje „widzialne” między wejściem wzmacniacza operacyjnego a masą były jednakowe dla obu wejść wzmacniacza operacyjnego.

WZMACNIACZ CAŁKUJĄCY - INTEGRATOR

Integrator otrzymuje się poprzez włączenie kondensatora C w obwód sprzężenia zwrotnego.

U0 - wartość początkowego napięcia w chwili początkowej t = 0.

Schemat integratora
Układ podstawowy	Układ z obwodem RC w pętli sprzężenia zwrotnego

Zastosowanie układów całkujących.

- w generatorach, do kształtowania przebiegu liniowego, trójkątnego i piłokształtnego,

- w filtrach,

- w układach wyznaczania wartości średniej.

WZMACNIACZ RÓŻNICZKUJĄCY

Wzmacniacz różniczkujący uzyskuje się przez zastąpienie rezystora, włączonego na wejściu odwracającego wzmacniacza operacyjnego, kondensatorem C (rys. 8).

Jest to zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego w funkcji czasu. Wzmacniacz różniczkujący ma wiele wad m.in. jest wrażliwy na szumy sygnału o wielkiej częstotliwości oraz skłonności do oscylacji.

3. Omówić charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza operacyjnego.

Trzeba sprawdzić w sprawozdaniu

4. Omówić parametry rzeczywistego wzmacniacza operacyjnego.

Parametry rzeczywistego wzmacniacza:

- wzmocnienie napięciowe sygnału różnicowego nie jest nieskończenie wielkie (choć bardzo duże)

- wzmocnienie napięciowe sygnału wspólnego nie jest równe zeru

- impedancja wejściowa nie jest nieskończenie wielka, choć bardzo duża - rzędu megaomów; wzmacniacz stanowi niewielkie obciążenie dla źródła sygnału (prądy wejściowe są rzędu nanoamperów lub nawet pikoamperów)

- impedancja wyjściowa nie jest równa zeru (rzędu kilkuset omów

- pasmo przenoszenia sygnałów nie jest nieograniczone, powyżej częstotliwości granicznej wzmocnienie zaczyna spadać

- wejścia wzmacniacza nie są idealnie symetryczne, ze względu na ich asymetrię definiuje się tzw. wejściowe napięcie niezrównoważenia - jest to napięcie różnicowe jakie trzeba podać na wejścia, aby napięcie wyjściowe było równe zero

5. Co to jest napięcie niezrównoważenia, wymienić sposoby kompensacji „zera”

Napięcie Niezrównoważenia - jest to napięcie różnicowe jakie trzeba podać na wejścia, aby napięcie wyjściowe było równe zero

Sposoby kompensacji „zera”:

- zastosowanie napięcia różnicowego

C

R₁

R₂

U_wy

U_we

I₁

I

C

R₁

R₂

R₃

U_wy

U_we

I

I_c

U_wy

R₁

R₂

C

U_we

---