 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Aeronautica | Comunicatii | Constructii | Electronica | Navigatie | Pompieri |
| Tehnica mecanica |
Amplificatorul operational
Amplificatorul operational este circuitul analogic cel mai frecvent utilizat in aplicatii, este un circuit, un amplificator. Adǎuganduise din exterior componente pasive (R. L. C.), cu circuitul astfel rezultat se pot efectua o multitudine de operatii cu semnale analogice : adunǎri, scǎderi, inmultiri, integrǎri, etc.
Definitie
Amplificatorul operational este un circuit electronic integrat cu douǎ intrǎri si o iesire si care furnizeazǎ la iesire, diferenta tensiunilor de intrare amplificatǎ.
Simbolul utilizat este :
+
uI1 AO
uO - (out)
uI2
Relatia generalǎ care caracterizeazǎ amplificatorul operational este :
uO = A(uI1 - uI2);
A - are valori foarte mari, peste n·105;
intrare neinversoare;
- intrare inversoare.
a.1. Parametrii amplificatorului operational
uI1
- uI2 2
Semnalul de intrare diferential : uId = ;
Semnalul de intrare de mod comun : uIc = ;
Exemplu
2
+
4V uId = = 1V;
2
2V uIc
= = 3V;
Situatia echivalentǎ este urmǎtoarea :
+
1V -
1V
- Semnal diferential, sursele polarizate, una direct, una invers.
Cele doua scheme sunt echivalente.
a.2. Parametrii
- Amplificare diferentialǎ : Ad = (1);
- Amplificare de mod comun : Ac = (2);
In aplicatiile practice este de dorit ca amplificarea diferentialǎ sǎ fie cat mai mare iar amplificarea de mod comun sǎ fie cat mai micǎ.
Semnalul util este semnalul diferential.
- Rejectia modului comun : RMC (CMRR - in englezǎ)
Ad Ac
RMC = (trebuie sǎ fie
cat mai mare); Valori tipice : Ad
= n·105 ; RMC = 100 dB.
Exemplu
20
RMC = 100 dB; 20logRMC =
100; log RMC = = 5
RMC = 105 → Ad = 105Ac ;
RMC-ul trebuie sǎ fie cat mai mare, parametrii se gǎsesc in cataloage.
- Curentul de intrare I1
I1
+ I2 2
I2 II
= II - curent de intrare, trebuie sǎ fie cat mai mic, poate fi de ordinul pA (n·pA).
- Tensiunea de decalaj
uO
Cand ambele intrǎri sunt legate la masǎ, uO ar trebui sǎ fie 0. Tensiunea existentǎ la iesirea AO in conditiile in care intrǎrile sunt conectate la masǎ se numeste tensiune de decalaj la iesire (de ordinul mV), micǎ, uneori deranjeazǎ, trebuie corectatǎ.
Schema este echivalentǎ cu urmǎtoarea :
u
uO
u - tensiune de compensare
Tensiunea de la intrare pentru care se anuleazǎ decalajul de la iesire se numeste tensiune de decalaj, raportat la intrare (μV), mult mai micǎ.
- Caracteristici de frecventǎ ale AO
Existǎ douǎ caracteristici de frecventǎ si anume : - caracteristica amplificare - frecventǎ;
- caracteristica fazǎ - frecventǎ.
Prima caracteristicǎ reflectǎ dependenta amplificǎrii de frecventa semnalului aplicat la intrare. Cea de a doua caracteristicǎ evidentiazǎ dependenta defazajului introdus de amplificator, de frecventa semnalului aplicat la intrare.
Cea mai des utilizatǎ este caracteristica amplificare frecventǎ.
Graficul : Ad bandǎ
trecere limita superioarǎ a benzii
de trecere
A0 (0.707 A0)
f [Hz]
fi
AO este un amplificator de curent continuu, se porneste de la frecventa 0 Hz.
Observatie :
Ad = = = uO = Ad (uI1 - uI2);
uO = Ad
· uI1 - Ad · uI2 (1');
Din relatia 1' se constatǎ cǎ tensiunea la iesire este in fazǎ cu tensiunea aplicatǎ la intrarea neinversoare (+) si este defazatǎ cu 180s fatǎ de tensiunea aplicatǎ la intrarea inversoare (-), semnul - inseamnǎ defazaj cu 180s.
a.3. Amplificatorul operational ideal
Amplificatorul operational ideal este un concept care se utilizeazǎ in calcule, in scopul simplificǎrii acestora si in conditiile in care se obtin rezultate de interes aplicativ.
Un amplificator operational ideal se caracterizeazǎ prin urmǎtorii parametrii :
O amplificare diferentialǎ Ad = ∞;
Curentul de intrare II = 0;
Tensiunea de decalaj Ud = 0;
Caracteristica amplificare - frecventǎ este infinit de largǎ, amplificǎ de la 0 panǎ la cele mai mari frecvente;
Rezistenta de iesire RO = 0, in general la orice circuit, rezistenta de iesire trebuie sǎ fie cat mai micǎ, ideal 0.
Observatie :
uO
uI1 - uI2
|
Ad = = 2 ; uO - mǎrime finitǎ,
are o anumitǎ valoare;
Pentru Ad =
∞ implicǎ uI1 - uI2 = 0 uI1 = uI2 (1);
Relatia 1 semnificǎ faptul cǎ in cazul unui amplificator operational ideal, in functionare normalǎ, bornele de intrare sunt echipotentiale (au acelasi potential). In cazul unui amplificator operational real existǎ o micǎ diferentǎ de potential care poate fi neglijatǎ.
Exemplu :
A0 = 5V; Ad = 4·105
Diferenta de potential intre cele douǎ intrǎri este :
uI1 - uI2 = 2 = 2 = 2,5·10-5V = 25·10-6V
= 25μV, neglijabil, aproape 0.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
