41935

1.Wstęp teoretyczny.

Wzmacniaczem operacyjnym nazywany jest wzmacniacz scalony o dużym wzmocnieniu napięciowym, mający symetryczne wejście, niesymetryczne wyjście i nieograniczone pasma od strony małych częstodiwości (tzw. wzmacniacz prądu stałego). Wzmacniacze takie są szczególnie dostosowane do pracy z silnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym, które w odpowiedni sposób modyfikuje icli charakterystyki i parametry. Różne realizacje sprzężenia zwrotnego prowadzą do różnych operacji nad sygnałem doprowadzonym do wzmacniacza, stąd też pochodzi jego nazwa.

Scalony wzmacniacz operacyjny przedstawiany jest za pomocą następującego symbolu:

Wejście pierwsze (weó oznaczone znakiem minus jest wejściem odwracającym (fazę) wzmocnienie między tym wejściem, a wyjściem jest dal małych częstotliwości ujemne. Analogicznie, wejście drugie (we^) oznaczone znakiem plus, jest nazywane wejśdem nie odwracającym (fazy). W większości wzmacniaczy stosuje się dwa napięcia zasilające +E< oraz -E_c i wejście bez doprowadzonego sygnału znajduje się na potencjale zerowym. Na powyższym rysunku powinna znaleźć się jeszcze końcówka oznaczająca ziemię, jednak w praktyce bardzo rzadko tego typu elementy posiadają wyprowadzoną taką końcówkę, dlatego nie uwzględniono jej także na rysunku. Idealny wzmacniacz operacyjny powinien mieć bardzo wielką impedancję wejściową, małą wyjściową, bardzo duże wzmocnienie i pasmo przenoszenia. Symetryczne wejście wzmacniacza operacyjnego jest uzyskiwane przez zastosowanie jako pierwszego stopnia wzmacniacza różnicowego. W celu uzyskania dużego wzmocnienia wzmacniacz operacyjne składa się z kilku stopni i licznych układów pomocniczych. Idealny wzmacniacz operacyjny po przyłożeniu napięć zasilających i podłączeniu wejść do potencjału zerowego powinien mieć również zerowe napięcie na wyjściu i zerowe prądy wejściowe. Rzeczywiste wzmacniacze nie spełniają jednak tych idealnych warunków. Do określenia stopnia nieidealności danego wzmacniacza definiuje następujące parametry statyczne, które opisują ten stopień w tym zakresie.

•    Prąd wejściowy:    (przy podłączeniu obu wejść do ziemi,

idealnie jest on równy zero, typową wartością praktyczną jest 100 nA)

I _ ^Inl

^,a~ 2

•    Prąd wejściowy niezrównoważenia :    (przy podłączeniu obu wejść do ziemi,

idealnie jest on równy zero, typową wartością praktyczną jest 20 nA)

I - Uu - Iui2

• Napięcie wejściowe niezrównoważenia :

(zapewniające zerowe napięcie na wyjściu, idealnie jest ono równe zeru, w praktyce typową wartością jest 1 mV)