Podstawowe informacje dotyczące wzmacniaczy operacyjnych. W rozwiązanych zadaniach wyprowadzone są równania na napięcie wyjściowe wzmacniaczy operacyjnych w różnych konfiguracjach. W trakcie obliczeń zakładamy że rozważany wzmacniacz jest idealnym wzmacniaczem operacyjnym. W przeprowadzanych rachunkach traktujemy wzmacniacza jako pojedynczy element. W rzeczywistości wzmacniacz operacyjny posiada złożoną strukturę wewnętrzną na którą składa się często kilkanaście tranzystorów. Rzeczywiste wzmacniacze operacyjne wykonane są w postaci scalonej. Wzmacniacz operacyjny w postaci scalonej zwykle posiada wyprowadzone na zewnątrz piny wejść, wyjście oraz punkty podłączenia symetrycznego napięcia zasilającego.
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji wtórnika
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji wtórnika napięcia. Układ wzmacniacza operacyjnego w tej konfiguracji nazywa się wtórnikiem ponieważ wtóruje napięcie wejściowe na wyjściu. Równanie napięcia wyjściowego w funkcji napięcia wejściowego wzmacniacza zostanie wyprowadzone z zastosowaniem metody superpozycji. Przykładowym zastosowaniem tego układu jest wykorzystywanie w układach kompensacji napięcia w układach pomiarowych..
Wzmacniacz operacyjny – wtórnik
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji odwracającej
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej. Cechą układu wzmacniacza jak wskazuje nazwa jego konfiguracji jest zmiana znaku napięcia wyjściowego Vout(t) względem wejściowego Vin(t). Równanie na napięcie wyjściowego zostanie wyprowadzone z zastosowaniem założenia równości potencjałów wejścia odwracającego i wejścia nieodwracającego V+-V–=0 → V–≅V+.
Wzmacniacz operacyjny odwracjający
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji nieodwracającej
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji nieodwracającej. Cechą układu wzmacniacza jak wskazuje nazwa jego konfiguracji jest brak zmiany znaku napięcia wyjściowego Vout(t) względem wejściowego Vin(t). Równanie na napięcie wyjściowego zostanie wyprowadzone z zastosowaniem założenia równości potencjałów wejścia odwracającego i wejścia nieodwracającego V+-V–=0 → V–≅V+.
Wzmacniacz operacyjny nieodwracjający
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji różnicowej
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji różnicowej. Zadaniem wzmacniacza różnicowego jest wzmacnianie różnicy pomiędzy sygnałami wejściowymi. Równanie na napięcie wyjściowego zostanie wyprowadzone z zastosowaniem metody superpozycji. Pierwszy podukład zostanie rozpatrzony od strony wejścia odwracającego. Drugi podukład zostanie rozpatrzony od strony wejścia nieodwracającego. Podczas obliczeń zastosowana będzie zależność pomiędzy potencjałami wejść odwracającego i nieodwracającego V+-V–=0 → V–≅V+.
Wzmacniacz operacyjny różnicowy
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji różniczkującej
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji różniczkujacej. Cechą układu wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji różniczkującej jest różniczkowanie sygnału wejściowego. Innymi słowy napięcie na wyjściu wzmacniacza jest pochodną funkcji napięcia na wejściu wzmacniacza. Wzmacniacz różniczkujący ma włączony w pętlę sprzężenia zwrotnego rezystor RF. Sygnał wejściowy jest podany na wejście odwracające poprzez kondensator C1. Równanie na napięcie wyjściowego zostanie wyprowadzone z zastosowaniem założenia równości potencjałów wejścia odwracającego i wejścia nieodwracającego V+-V–=0 → V–≅V+. Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji różniczkującej jest przykładem regulatora PD.
Wzmacniacz operacyjny różniczkujący
Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji całkującej
Wyprowadzenie równań dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji całkującej. Cechą układu wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji całkującej jest całkowanie sygnału wejściowego. Innymi słowy napięcie na wyjściu wzmacniacza jest całką funkcji napięcia na wejściu wzmacniacza. Wzmacniacz całkujący ma włączony w pętlę sprzężenia zwrotnego kondensator CF. Sygnał wejściowy jest podany na wejście odwracające poprzez rezystor R1. Równanie na napięcie wyjściowego zostanie wyprowadzone z zastosowaniem założenia równości potencjałów wejścia odwracającego i wejścia nieodwracającego V+-V–=0 → V–≅V+. Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji całkującej jest przykładem regulatora PI.