1 Wzmacniacze Operacyjne

2 Plan wykładu: Wprowadzenie Sprzężenie zwrotne Rodzaje wzmacniaczy: Odwracający fazę Sumator Nieodwracający fazy Wtórniki Różnicowy Całkujący Różniczkujący Różniczkująco całkujący Logarytmiczny Ekspotencjalny Podsumowanie

3 Wzmacniacze Nowe technologie wykonania układów scalonych pozwalająna budowanie wzmacniaczy o własnościach pozwalających je użyć do bardzo wielu zastosowań A – wzmocnienie układu -/+ Ucc – napięcie zasilania

4 Wzmacniacze Własności idealnego wzmacniacza:Nieskończenie duże wzmocnienie napięciowe A Impedancja wejściowa nieskończenie duża Impedancja wyjściowa jest 0 Dla V1 – V2 = 0 napięcie wyjściowe jest równe 0 Nieskończenie szerokie pasmo przenoszenia

5 Rzeczywisty wzmacniacz operacyjnyWzmocnienie napięciowe w typowych wzmacniaczach: K = 104 – 107 , w specjalistycznych do 1010. Impedancja wejściowa: 104 – 1013 Ω. Impedancja wyjściowa: kilkadziesiąt Ω. Maksymalna szybkość narastania napięcia wyjściowego rzędu kilku, kilkudziesięciu V / μs . Napięcie wyjściowe jest ograniczone, zwykle mniejsze o 1 – 2 V od napięcia zasilania. Górna granica pasma przenoszonych częstotliwości kilkadziesiąt MHz. Parametry wzmacniacza zależą od temperatury.

6 Wzmacniacz operacyjny 741

7 Wzmacniacz operacyjny 741

8 Wzmacniacze +Ucc V t V1 -Ucc

9 Relacja pomiędzy amplitudą sygnału wejściowego a sygnału wyjściowegoV1,A VA +Ucc -Ucc

10 Sprzężenie zwrotne Dostaliśmy nowy wzmacniacz o wzmocnieniu:

11 Sprzężenie zwrotne Jeśli wzmocnienie wzmacniacza jest duże ( A → +∞) to: Możemy mieć następujące przypadki: Dodatnie sprzężenie zwrotne Ujemne sprzężenie zwrotne Układ jest generatorem

12 Wzmacniacz operacyjny odwracający fazęJeśli A → ∞ to skończonej wartości napięcia na wyjściu odpowiada Vz ≈ 0 Wzmocnienie nie zależy od wzmacniacza operacyjnego Wzmocnienie jest tylko funkcją podłączonych rezystancji zewnętrznych, które mogą być bardzo stabilne

13 Sumator

14 Dudnienia

15 Wzmacniacz operacyjny nieodwracający fazę

16 Wtórnik napięciowy Układ transformujący rezystancję:- duża rezystancja wejściowa - mała rezystancja wyjściowa

17 Wtórnik napięciowy Pomiar oporu wejściowego wtórnika R Rwe V’ V

18 Wzmacniacz różnicowy gdy to

19 Wzmacniacz różnicowy - zastosowanie

20 Wzmacniacz całkujący

21 Wzmacniacz całkujący Gdy wzmocnienie wzmacniacza jest bardzo duże (ale skończone) to: Wzmacniacz ten jest integratorem ładunku Bardzo duża pojemność

22 Wzmacniacz różniczkujący

23 Wzmacniacz różniczkująco całkujący

24 Wzmacniacz różniczkująco całkujący

25 Wykres pasma przenoszenia wzmacniacza różniczkująco-całkującego

26 Wzmacniacz logarytmiczny

27 Wzmacniacz ekspotencjalny

28 Różniczkująco całkującyPodsumowanie Wzmacniacze Odwracający fazę Nieodwracający fazę Różnicowy Różnicujący Całkujący Różniczkujący Różniczkująco całkujący Logarytmiczny Ekspotencjalny

29 Płytka UA1