Vítejte!
HŘÍŠNÍCI NOVÝ UŽIVATEL

nepřihlášený uživatel


Právě si tyto stránky čte 1 člověk.
Poslední změna:
29.09.2007
Návštěvník číslo:
23711
ICQ:61783389
Copyright © 2003
Hell

Elektronika

Maturitní otázky


OPERAČNÍ ZESILOVAČE

29.Operační zesilovače

Za operační zesilovače považujeme zesilovače, které mají následující vlastnosti:

-          velmi velké napěťové zesílení

-          velký vstupní odpor

-          malý výstupní odpor

-          frekvenční pásmo od nuly

V současné době vyrábí elektrotechnický průmysl celou řadu operačních zesilovačů v integrovaném provedení, takže jejich použití se dostalo na úroveň použití běžných součástek. Většina těchto operačních zesilovačů má dva vstupy:

-          invertující vstup - signál přivedený na tento vstup se objeví na výstupu fázově otočen o 180°

-          neinvertující vstup - signál z tohoto vstupu se přenese na výstup ve stejné fázi.

 U operačních zesilovačů používáme tyto základní obvody:

-          obvody pro nastavení klidového pracovního bodu - buď se používají odporové děliče, nebo se využívají kompenzační zapojení tranzistorů.

-          obvody pro potlačení driftů a soufázových složek diferenciálních vstupů.

Na vstupech operačních zesilovačů se používají diferenciální zesilovače. To je takové zapojení tranzistorů, které umožní získat na výstupu signál úměrný rozdílu dvou vstupních signálů. Základní uspořádání symetrického diferenciálního zesilovače:

Základní uspořádání                                          náhradní obvod difer. zesil.

Zapojení se skládá ze dvou tranzistorů (předpokládáme se stejnými charakteristikami), vázanými společným emitorovým obvodem Rg. Pracovní body tranzistorů jsou nastaveny tak, aby oba tranzistory byly ve vodivém stavu. Bez vstupních napětí jsou klidové proudy obou tranzistorů stejné, na kolektorových odporech jsou stejná napětí a výstupní napětí Ua = 0.

 U zapojení rozlišujeme dva případy:

1) zesílení rozdílového signálu

2) zesílení součtového signálu   

Součtové vstupní napětí vzniká v důsledku nesymetrie na společném emitorovém obvodu Rg. Indexy u zesílení jsou odvozeny z anglického názvosloví (d = differential mode, c = common mode).

Měřítkem jakosti rozdílového zesilovače je tzv. činitel potlačení součtového signálu, který je dán vztahem , udává se v dB a čím je hodnota H větší, tím je zesilovač kvalitnější.

Výsledné napětí diferenciálního zesilovače je dáno vztahem

 Druhý člen v rovnici je nežádoucí a lze odvodit, že je nepřímo úměrný společnému odporu Rg. Proto se nahrazuje tento odpor zdrojem proudu, vytvářeným tranzistorem s konstantním proudem v bázi, který se chová jako dynamický odpor 1/h22e. Příklad zapojení takového rozdílového zesilovače je uveden na obr., kde diody D1, D2 slouží k tepelné kompenzaci napětí UBE, které je teplotně závislé.

Základní zapojení operačních zesilovačů

Základní zapojení operačních zesilovačů se dělí na invertující zapojení a neinvertující zapojení.

 Invertující zapojení :

 

 Předpokládejme ideální operační zesilovač, tj. zesilovač s Au ® ¥,

 Rvst ® ¥, Rvýst ® 0.

 Ze zdroje U1 protéká přes impedanci Z1 proud i1 do uzlu A a protože do zesilovače nic neteče, teče celý proud přes zpětnovazební impedanci na výstup. Na zpětnovazební impedanci se tedy vytvoří napětí U2 = -i1Z0.

 Můžeme psát pro bod A:    , kde Ug je napětí v bodě A.

 Protože  je     pro Au ® ¥.

Je vidět, že při dostatečně velkém zesílení je přenos invertujícího zapojení dán pouze zpětnovazební a vstupní impedancí a nezávisí na nestabilitách zesilovače. Zpětná vazba musí být vždy vedena na invertující vstup (označovaný „-“), aby byla záporná. Impedance Z mohou být obecné impedance. Má-li pracovat zapojení jako invertor, zvolíme Z1=R1 a Z0=R0. Potom pro R1=R0 je přenos roven -1, pro R0 < R1 je přenos <1 a pro R0 > R1 je přenos > 1 a zapojení pracuje jako zesilovač vstupního signálu. Zesílení zapojení je omezeno pouze vstupním odporem zesilovače, který v praxi není nekonečný a protože R0 musí být < Rvst;; prakticky je zesílení omezeno hodnotou R0 = 100kW.

Neinvertující zapojení -principielní zapojení:      

Zpětná vazba přes odpor R0 je opět vedena na invertující vstup a vstupní odpor R1 je připojen na zem. Vstupní signál přivádíme na neinvertující vstup. Odpor R2 se přidává pouze z důvodů, aby vstupní odpor zapojení byl definovaný.

 Opět vycházíme z rovnosti napětí na obou vstupech. Protože proud tekoucí do operačního zesilovače je nulový, tvoří rezistory R0 a R1 nezatížený dělič napětí a platí

  . Odtud napěťové zesílení .

 U neinvertujícího zapojení nedochází k otočení fáze vstupního napětí a zesílení je vždy větší nebo rovno 1.

Přihlášení

Jméno

Heslo

Podporované projekty (vřele doporučuji)

Bezdrátová síť v Plzni 
PilsFree

Moje oblíbené WWW stránky (vřele doporučuji)

Zpravodajství ze světa nejrychlejších vozů naší planety:
Formule 1

Zpravodajství ze světa videa, TV karet, kodeků a tak podobně:
TV Freak

Zpravodajství ze světa počítačů a všeho kolem:
Živě

Zpravodajství ze světa počítačů:
PcTuning

Zpravodajství ze světa mobilů:
MobilMania

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru.
BonusWeb

Češtiny do her a programů:
Češtiny

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru:
Doupě

Vyhledávací server:
Google

zpět na předchozí stránku
Copyright © 2003 Hell
doporučené rozlišení 1024x768