Wzmacniacz operacyjny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Symbol graficzny:
a) powszechnie stosowany symbol;
b) dodatkowo zaznaczone napięcia zasilające oraz napięcia wejściowe i wyjściowe
Wzmacniacz operacyjny w obudowie metalowej TO-5

Wzmacniacz operacyjny – wielostopniowy wzmacniacz różnicowy prądu stałego charakteryzujący się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym i przeznaczony zwykle do pracy z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego, który decyduje o głównych właściwościach całego układu (zob. też wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym).

Układ RC (ang. Resistor Capacitor), jest to obwód elektryczny złożony z rezystora i kondensatora zasilany napięciem albo natężeniem prądu elektrycznego.Sprzężenie zwrotne (ang. feedback) – oddziaływanie sygnałów stanu końcowego (wyjściowego) procesu (systemu, układu), na jego sygnały referencyjne (wejściowe). Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu (o wartości wyjściowej). Ponieważ matematycznym, jednoznacznym opisem bloku gałęzi zwrotnej jest transmitancja to informacja ta może być modyfikowana przez transmitancję bloku gałęzi zwrotnej.

Wzmacniacz operacyjny jest najbardziej rozpowszechnionym analogowym układem elektronicznym, realizowanym obecnie w postaci monolitycznych układów scalonych. Wielka uniwersalność przy jednoczesnym wykorzystaniu istotnych właściwości układów scalonych daje możliwość stosowania go w rozmaitych układach, urządzeniach i systemach elektronicznych, zapewniając masową produkcję, niską cenę i bardzo dobre parametry użytkowe.

Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców. Om (Ω) – jednostka rezystancji w układzie SI (jednostka pochodna układu SI). Nazwa om pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka Georga Ohma.

Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia: odwracające (oznaczane symbolem ”, napięcie na tym wejściu ) i nieodwracające (oznaczane symbolem ”, napięcie na tym wejściu ) oraz jedno wyjście (napięcie na wyjściu ); różnica napięć wejściowych nazywa się napięciem różnicowym

Pasmo przenoszenia (także: pasmo przepustowe) – zakres częstotliwości, w którym tłumienie sygnału jest nie większe niż 3 dB (spadek amplitudy o 3 dB w stosunku do amplitudy początkowej). W paśmie przenoszenia amplituda osiąga wartość nie mniejszą niż 70,7% swojej wartości maksymalnej.Biblioteka Narodowa Francji (fr. Bibliothèque nationale de France, BnF) – francuska biblioteka narodowa, znajdująca się w Paryżu. Przewidziana jest jako repozytorium dla wszystkich materiałów bibliotecznych, wydawanych we Francji. Obecnym dyrektorem Biblioteki jest Bruno Racine.

Spis treści

  • 1 Parametry wzmacniacza operacyjnego
  • 1.1 Różnicowe wzmocnienie napięciowe
  • 1.2 Wejściowe napięcie niezrównoważenia
  • 1.3 Wzmocnienie sygnału współbieżnego
  • 1.4 Współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego
  • 1.5 Wyjściowe napięcie niezrównoważenia
  • 1.6 Rezystancja wejściowa
  • 1.7 Rezystancja wyjściowa
  • 1.8 Współczynnik tłumienia wpływu zasilania
  • 1.9 Zakres zmian napięcia wejściowego
  • 1.10 Maksymalne napięcie wyjściowe
  • 1.11 Maksymalny prąd wyjściowy
  • 1.12 Wejściowy prąd polaryzujący
  • 1.13 Szybkość zmian napięcia wyjściowego
  • 1.14 Pasmo pętli otwartej
  • 1.15 Szumy wzmacniacza
  • 1.16 Pobór mocy
  • 1.17 Iloczyn wzmocnienia i częstotliwości granicznej
  • 1.18 Czas narastania odpowiedzi na skok jednostkowy
  • 1.19 Współczynnik cieplny wejściowego napięcia niezrównoważenia
  • 2 Wzmacniacz idealny
  • 3 Wzmacniacz rzeczywisty
  • 4 Bibliografia
  • 5 Linki zewnętrzne
  • Parametry wzmacniacza operacyjnego[ | edytuj kod]

    Różnicowe wzmocnienie napięciowe[ | edytuj kod]

    Różnicowe wzmocnienie napięciowe jest to stosunek zmiany napięcia wyjściowego do zmiany różnicowego napięcia wejściowego:

    Impedancja wyjściowa Zwy, w modelu układu elektronicznego jako czwórnika, to stosunek napięcia wyjściowego do prądu wyjściowego układu, liczony przy wyłączonych autonomicznych źródłach napięciowych i prądowych, wyrażony w omach.Wspólny emiter ("WE", "OE") - jeden z trzech podstawowych układów wzmacniaczy na tranzystorach bipolarnych, odpowiednik układów ze wspólnym źródłem na tranzystorach FET i ze wspólną katodą na lampach elektronowych; pozostałe dwa układy wzmacniaczy to układy ze wspólną bazą ("WB", "OB") oraz ze wspólnym kolektorem ("WC", "OC").

    Wejściowe napięcie niezrównoważenia[ | edytuj kod]

    W idealnym wzmacniaczu operacyjnym jeżeli na obu wejściach jest napięcie równe 0, to na wyjściu też powinno być napięcie równe 0. Ale w rzeczywistych wzmacniaczach tak nie jest.

    Kontrola autorytatywna – w terminologii bibliotekoznawczej określenie procedur zapewniających utrzymanie w sposób konsekwentny haseł (nazw, ujednoliconych tytułów, tytułów serii i haseł przedmiotowych) w katalogach bibliotecznych przez zastosowanie wykazu autorytatywnego zwanego kartoteką wzorcową.Układ scalony (ang. integrated circuit, chip, potocznie po polsku kość) – zminiaturyzowany układ elektroniczny zawierający w swym wnętrzu od kilku do setek milionów podstawowych elementów elektronicznych, takich jak tranzystor, dioda półprzewodnikowa, opornik i kondensator.

    Wejściowym napięciem niezrównoważenia określa się napięcie między wejściami wzmacniacza, gdy na wyjściu panuje napięcie równe 0.

    Wzmocnienie sygnału współbieżnego[ | edytuj kod]

    Napięcie wyjściowe wzmacniacza może zależeć też od sumy napięć na wejściach wzmacniacza. Współczynnik wzmocnienia sygnału współbieżnego określa wzór:

    W uproszczeniu, gdy napięcia na obu wejściach są równe, wzmocnienie sygnału współbieżnego określa wzór:

    Gemeinsame Normdatei (GND) – kartoteka wzorcowa, stanowiąca element centralnego katalogu Niemieckiej Biblioteki Narodowej (DNB), utrzymywanego wspólnie przez niemieckie i austriackie sieci biblioteczne.Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym to wzmacniacz, który dodaje pewną część sygnału wyjściowego do sygnału wejściowego dzięki czemu sprzężenie zwrotne przeciwstawia się działaniu sygnału oryginalnego. Dzięki zastosowaniu takiego wzmacniacza uzyskuje się lepsze parametry (stabilność wzmocnienia, liniowość, kształt charakterystki częstotliwościowej i charakterystki czasowej) i redukuje się wrażliwość na zmiany parametrów wynikające z technologii produkcji i wpływu środowiska. Z uwagi na powyższe zalety wzmacniacz z (ujemnym) sprzężeniem zwrotnym stosuje się powszechnie w wielu układach wzmacniających i w urządzeniach automatyki.

    Współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego[ | edytuj kod]

    W miejsce wzmocnienia sygnału współbieżnego często podawany jest współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego (ang. Common Mode Rejection Ratio, CMRR), który lepiej określa własności wzmacniacza. Określa go wzór:

    Impedancja wejściowa Zwe, w modelu układu elektronicznego jako czwórnika, to stosunek napięcia wejściowego do prądu wejściowego układu, liczony przy wyłączonych autonomicznych źródłach napięciowych i prądowych, wyrażony w omach.

    Współczynnik CMRR wyrażany jest zazwyczaj w decybelach.

    Wyjściowe napięcie niezrównoważenia[ | edytuj kod]

    Napięcie na wyjściu wzmacniacza, gdy na obu wejściach napięcie jest równe zero.

    Rezystancja wejściowa[ | edytuj kod]

    Określa się:

  • rezystancję sygnału różnicowego, określoną jako rezystancję między wejściami wzmacniacza przy podawaniu napięcia między wejścia,
  • rezystancję sygnału współbieżnego, określoną między jednym z wejść a masą.
  • Rezystancja wyjściowa[ | edytuj kod]

    Określa się jako rezystancję wyjścia przy obu sygnałach wejściowych równych zero.

    Współczynnik tłumienia wpływu zasilania[ | edytuj kod]

    Współczynnik tłumienia wpływu zasilania (ang. Power Supply Rejection Ratio, PSRR), określa się jako stosunek zmiany napięcia zasilania do wywoływanej przezeń zmiany napięcia wyjściowego.

    Współczynnik PSRR wyrażany jest zazwyczaj w decybelach.

    Zakres zmian napięcia wejściowego[ | edytuj kod]

    Zakres zmian napięcia na każdym z wejść względem masy, przy których wzmacniacz pracuje poprawnie.

    Maksymalne napięcie wyjściowe[ | edytuj kod]

    Jest to maksymalne napięcie jakie można uzyskać na wyjściu bez nasycenia wzmacniacza.

    Maksymalny prąd wyjściowy[ | edytuj kod]

    Jest to maksymalny prąd jaki może przepływać przez wyjście wzmacniacza przy jego prawidłowej pracy.

    Wejściowy prąd polaryzujący[ | edytuj kod]

    Wymagane jest pewne minimalne natężenie prądu na wejściach wzmacniacza, aby prawidłowo pracował. Jest ono rzędu nA lub uA.

    Szybkość zmian napięcia wyjściowego[ | edytuj kod]

    Jest to maksymalna szybkość zmiany napięcia na wyjściu wzmacniacza po pobudzeniu wejścia jednostkowym skokiem napięcia. Zazwyczaj podawana jest to wartość w woltach na mikrosekundę.

    Pasmo pętli otwartej[ | edytuj kod]

    Pasmo przenoszenia wzmacniacza przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego jest to częstotliwość, przy której amplituda sygnału wyjściowego jest o 3 dB (ok. 1,4 raza) mniejsza niż na płaskim odcinku charakterystyki wzmacniacza (czyli przy częstotliwościach znacznie mniejszych niż pasmo otwartej pętli). Pasmo otwartej pętli wynika z ograniczania wprowadzanego przez najwolniejszy filtr RC we wzmacniaczu (najczęściej Ccb pierwszego wzmacniacza OE i opór wyjściowy poprzedzającego go stopnia).

    Szumy wzmacniacza[ | edytuj kod]

    Pobór mocy[ | edytuj kod]

    Iloczyn wzmocnienia i częstotliwości granicznej[ | edytuj kod]

    Iloczyn wzmocnienia i częstotliwości granicznej (zwykle oznaczany GBW od angielskiego Gain Bandwidth Product). Od tego parametru zależy górna częstotliwość graniczna praktycznego wzmacniacza przy określonym wzmocnieniu.

    Czas narastania odpowiedzi na skok jednostkowy[ | edytuj kod]

    Parametr jest zdefiniowany jako maksymalny czas zmiany na wyjściu wzmacniacza w układzie o wzmocnieniu równym 1 i dużym sygnale wejściowym.

    Pomiaru parametru dokonuje się w układzie wtórnika napięcia lub układzie odwracającym. Do wejścia wzmacniacza doprowadza się impulsy prostokątne o odpowiednio dużej amplitudzie i małym czasie narastania. Czas narastania, równy czasowi wzrostu napięcia w zakresie liniowym, określa się z oscylogramu przebiegu czasowego napięcia wyjściowego.

    Współczynnik cieplny wejściowego napięcia niezrównoważenia[ | edytuj kod]

    Jest to stosunek zmiany wejściowego napięcia niezrównoważenia do powodującej ją zmiany temperatury. Parametr ten wyrażany jest w [μV/°C].

    Podstrony: 1 [2] [3]




    Reklama