OPERA Č NÍ ZESILOVA Č E

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "OPERA Č NÍ ZESILOVA Č E"

Věra Bednářová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 OPERAČNÍ ZESILOVAČE

2 OPERAČNÍ ZESILOVAČE Z NÁZVU SE DÁ USOUDIT, ŽE SE JEDNÁ O ZESILOVAČ POUŽÍVANÝ K NĚJAKÝM OPERACÍM. PŮVODNÍ URČENÍ SE TÝKALO ANALOGOVÝCH POČÍTAČŮ, KDE OPERAČNÍ ZESILOVAČ DOKÁZAL USKUTEČNIT ZÁKLADNÍ MATEMATICKÉ OPERACE.

3 ROZDĚLENÍ OZ 1. UNIVERZÁLNÍ OZ URČENY PRO BĚŽNÉ POUŽITÍ ( NAPŘ. MAA 741, LM 301 APOD.) 2. PŘÍSTROJOVÉ OZ URČENY PRO MĚŘENÍ MALÝCH NAPĚTÍ, MAJÍ VELKÉ ZESÍLENÍ A MALÉ ZBYTKOVÉ NAPĚTÍ (NAPŘ. WSH 530, HA 2905, AD 515L) 3. ŠIROKOPÁSMOVÉ A RYCHLÉ OZ URČENY KE ZPRACOVÁNÍ VYSOKÝCH FREKVENCÍ MHz A IMPULSŮ, MAJÍ VYSOKÝ MEZNÍ KMITOČET (NAPŘ. MAC 157) 4. OZ PRO VELKÁ VÝSTUPNÍ NAPĚTÍ UMOŽŇUJÍ DOSÁHNOUT NA VÝSTUPU NAPĚTÍ AŽ STOVEK VOLTŮ (DO TÉTO SKUPINY PATŘÍ NAPŘ. LM 344) 5. SPECIÁLNÍ OZ - MIKROPŘÍKONOVÉ OZ, KTERÉ SE VYZNAČUJÍ VELMI MALOU SPOTŘEBOU (NAPŘ. MAX4289, LMC6042, OP220). - VÝKONOVÉ OZ, KTERÉ SE POUŽÍVAJÍ JAKO NF VÝKONOVÉ ZESILOVAČE, PATŘÍ SEM OZ JEJICHŽ VÝSTUPNÍ VÝKON JE VĚTŠÍ NEŽ 1W A VÝSTUPNÍ PROUD JE VĚTŠÍ NEŽ 100 ma ( NAPŘ. TDA 2030, TDA 2040 APOD.)

4 IDEÁLNÍ OZ NEKONEČNĚ VELKÉ NAPĚŤOVÉ A PROUDOVÉ ZESÍLENÍ NEKONEČNĚ VELKÝ VSTUPNÍ ODPOR NULOVÝ VÝSTUPNÍ ODPOR FREKVENČNÍ NEZÁVISLOST NEKONEČNĚ VELKÉ POTLAČENÍ SOUČTOVÉHO SIGNÁLU (SIGNÁL SPOLEČNÝ OBĚMA VSTUPŮM)

5 ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA OPERAČNÍHO ZESILOVAČE +U cc -U +U U 0 -U cc VSTUPNÍ ROZDÍLOVÝ ZESILOVAČ DRUHÝ STUPEŇ VÝSTUPNÍ STUPEŇ

6 ZÁKLADNÍ ZAPOJENÍ S OZ

7 NEINVERTUJÍCÍ ZESILOVAČ R 0 R 1 U 0 = (1 + R 0 /R 1 ).U 1 VSTUP A VÝSTUP JE VE STEJNÉ FÁZI, NELZE DOSÁHNOUT ZESÍLENÍ MENŠÍ NEŽ 1

8 INVERTOR (INVERTUJÍCÍ ZESILOVAČ) R0 R1 U 0 = -( R 0 /R 1 ).U 1 VÝSTUPNÍ NAPĚTÍ MÁ OPAČNÉ ZNAMÉNKO (POSUN O ), ROZHODUJÍCÍM ČINITELEM PRO JEHO VELIKOST JE POMĚR R0 A R1

9 SOUČTOVÝ ZESILOVAČ (SUMÁTOR) R1 U1 U2 Un R2 R3 R0 Uo U 0 = -( R 0 /R 1 ).U 1 -( R 0 /R 2 ).U 2 -( R 0 /R 3 ).U ( R 0 /R n ).U n = -R 0 ( (1/R 1 ).U 1 +( 1/R 2 ).U 2 + ( 1/R 3 ).U ( 1/R n ).U n ) U 0 = -R 0 (1/R x ).U x = - k x.u x

10 DIFERENČNÍ (ROZDÍLOVÝ) ZESILOVAČ R1 R0 U 1 R1 U 0 U 2 R0 U 0 = ( R 0 /R 1 ).(U 2 - U 1 ) VYTVÁŘÍ NA VÝSTUPU SIGNÁL ÚMĚRNÝ ROZDÍLU NAPĚTÍ MEZI INVERTUJÍCÍM A NEINVERTUJÍCÍM VSTUPEM

11 NAPĚŤOVÝ KOMPARÁTOR R1 R2 R3 KOMPARÁTOR JE JEDNA Z APLIKACÍ, KDY OZ PRACUJE BEZ ZPĚTNÉ VAZBY, TEDY S PLNÝM ZESÍLENÍM. U1 Uref U0 NA NEINVERTUJÍCÍ VSTUP JE PŘIPOJENO TZV. REFERENČNÍ NAPĚTÍ U REF, NA INVERTUJÍCÍ VSTUP NAPĚTÍ U 1. POKUD JE VSTUPNÍ NAPĚTÍ U1 MENŠÍ NEŽ NAPĚTÍ REFERENČNÍ, JE VÝSTUP KOMPARÁTORU NASTAVEN NA MAX. KLADNÉ NAPĚTÍ. V OKAMŽIKU KDY U1 PŘEKROČÍ NAPĚTÍ REFERENČNÍ, VÝSTUP SE PŘESTAVÍ NA MAX. NAPĚTÍ ZÁPORNÉ.

12 INTEGRÁTOR R C INTEGRÁTOR SE VYZNAČUJE TÍM, ŽE SE POSTUPNĚ NABÍJÍ ÚMĚRNĚ K VELIKOSTI VSTUPNÍHO PROUDU. RYCHLOST NABÍJENÍ SE OVŠEM ŘÍDÍ I KAPACITOU KONDENZÁTORU. ČÍM JE KAPACITA VĚTŠÍ, TÍM DELŠÍČAS POTRVÁ NEŽ SE NABIJE NA PLNÉ NAPĚTÍ PŘICHÁZEJÍCÍ NA INVERTUJÍCÍ VSTUP. NA VÝSTPU INTEGRÁTORU ZJIŠŤUJEME TROJÚHELNÍKOVÉ KMITY.

13 ZÁKLADNÍ PARAMETRY OZ (KATALOGOVÉ ÚDAJE) VSTUPNÍ NAPĚŤOVÁ NESYMETRIE (U I0 ) ZMĚNA VSTUPNÍ NAPĚŤOVÉ NESYMETRIE POTLAČENÍ VLIVU ZMĚN NAPÁJECÍHO NAPĚTÍ SVR VSTUPNÍ KLIDOVÝ PROUD (I IB ) VSTUPNÍ PROUDOVÁ NESYMETRIE (I I0 ) ZMĚNA VSTUPNÍHO KLIDOVÉHO PROUDU A VSTUPNÍ PROUDOVÉ NESYMETRIE VSTUPNÍ ROZDÍLOVÁ IMPEDANCE MAXIMÁLNÍ NAPÁJECÍ NAPĚTÍ POTLAČENÍ SOUHLASNÉHO SIGNÁLU CMR MAXIMÁLNÍ DOVOLENÁ VÝKONOVÁ ZTRÁTA P MAX NAPĚŤOVÉ ZESÍLENÍ A U, PŘI OTEVŘENÉ SMYČCE ZPĚTNÉ VAZBY (POPIS VIZ ELEKTRONIKA I)

14 ZÁKLADNÍ INFORMACE O OZ Při symetrickém napájení: nulovému napětí na vstupu odpovídá nulové napětí na výstupu. Při nesymetrickém napájení : nulovému vstupnímu napětí odpovídá na výstupu poloviční napětí zdroje. Vstupní napěťová (někdy i proudová) nesymetrie se koriguje nejčastěji přivedením malého napětí záporné nebo kladné polarity mezi piny 1-5. Vstupní proudová nesymetrie vyžaduje korekci kompenzačním odporem v neinvertujícím vstupu, a to takové hodnoty, která odpovídá paralelně spojeným odporům v druhém vstupu. Na invertující nebo neinvertující vstup je možné přivést napětí jak kladné tak i záporné polarity. Operační zesilovač na obojí napětí reaguje a na výstupu se objeví kladné nebo záporné napětí podle vlastnosti vstupu. Jestliže se nachází nebo převažuje napětí na invertujícím vstupu, výstup se vyznačuje napětím fázově posunutým o 180 0, tj. s opačnou polaritou. Jestliže se nachází nebo převažuje napětí na neinvertujícím vstupu, na výstupu je napětí ve fázi se vstupním napětím, tj. se stejnou polaritou. Jestliže se k oběma vstupům přívádějí dvě rozdílná napětí (diferenční vstup), operační zesilovač zesiluje pouze rozdíl vstupních napětí. O velikosti zesílení rozhoduje výhradně poměr dvou odporů (impedancí) zpětnovazebního a vstupního. Zpětná vazba z výstupu do invertujícího vstupu je záporná, do neinvertujícího vstupu kladná. Na přenosu signálu OZ se nejčastěji podílejí zvenku připojené rezistory, ale stejná pravidla platí pro jakoukoliv jinou impedanci. Vstupní odpor invertujícího zesilovače s bipolární technologií určuje odpor vstupního rezistoru: je malý. Neinvertující zesilovač vykazuje vysoký vstupní odpor. Kmitočtová kompenzace je nastavena ve vnitřní struktuře OZ nebo se nastavuje zvenku pomocí maké kapacity. Dvě nejdůležitější skupiny OZ se liší vstupním dílem. Záleží na tom, jestli jsou na vstupu bipolární tranzistory nebo tranzistory řízené polem FET.

Podobné dokumenty

Operační zesilovač (dále OZ)

http://www.coptkm.cz/ Operační zesilovač (dále OZ) OZ má složité vnitřní zapojení a byl původně vyvinut pro analogové počítače, kde měl zpracovávat základní matematické operace. V současné době je jeho