Ismertesse az egyenfeszültség erősítésének problémáin keresztül az integrált műveleti erősítők felépítését és jellemző részáramköreit! Rajzolja fel a műveleti erősítős alapkapcsolásokat, é 848m1220i rtelmezze váltakozó áramú jellemzőiket! Ismertesse a munkapont-beállítás módját és áramköreit! Soroljon példákat műveleti erősítők alkalmazására.
Felépítés:
A bemeneti fokozatban egy differenciálerősítő helyezkedik el. Feladata az eredő áram- és feszültségdrift kis szinten tartása a bemeneten. Két szimmetrikus erősítőfokozatból épülnek fel. A következő fokozatban fázisösszegzőt helyeznek el, ami a differenciálerősítő szimmetrikus kimeneti jelét aszimmetrikussá alakítja át. Ezt az aszimmetrikus jelet szintillesztés után egy újabb feszültségerősítő fokozat erősíti megfelelő szintre. A kimeneten elhelyezkedő végerősítő fokozat egy újabb szinteltoló fokozaton kapja a vezérlőjelet. Az újabb integrált műveleti erősítők kimenetét a túlterhelés ellen áramkorlátozó elektronika védi.
A "-" jellel jelölt bemenetet invertáló vagy fázisfordító bemenetnek nevezik, mivel erre a bemenetre kapcsolt feszültség a kimeneten fordított polaritással, illetve 180°-os fázistolással jelenik meg. Az erősítő az invertáló bemenetére kapcsolt feszültséget felerősíti és invertálja.
A "+" jellel jelölt bemenetet neminvertáló vagy fázist nem fordító bemenetnek nevezik, mivel a rákapcsolt feszültség azonos polaritással, illetve azonos fázishelyzetben jelenik meg a kimeneten. Az erősítő neminvertáló bementére kapcsolt feszültséget felerősíti, de nem invertálja.
Működés szempontjából a műveleti erősítő a vonatkoztatási ponthoz képest szimmetrikus tápfeszültséget igényel. Ha a műveleti erősítő két bemenetére különböző feszültséget kapcsolunk, akkor a kimeneten a két feszültség felerősített különbsége jelenik meg.
Ideális műveleti erősítő: ; ; ; .
Nem invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jel ebben az esetben a nem invertáló bemenetre van kapcsolva, és fázisfordítás nélkül felerősítve jelenik meg a kimeneten. A műveleti erősítő negatív visszacsatolással van ellátva, amelyet az R1, R2 ellenállásokból álló osztó alkot.
Az erősítés pozitív előjele azt mutatja, hogy az áramkör a felerősített jel fázisát nem fordítja meg. Mivel értékét csak a visszacsatoló hálózatban lévő ellenállások határozzák meg.
Egy különleges nem invertáló erősítő kapcsolás a feszültségkövető. Ez egy olyan nem invertáló erősítő, amelyben R2=0 és R1=∞. Ennek megfelelően Auv=1, vagyis a kimeneti jel reprodukálja a bemeneti jelet. Előnye ennek a kapcsolásnak, hogy a bemeneti jelet magas impedancián fogadja, és alacsony impedancián áll rendelkezésre a kimeneten.
Invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jelet az invertáló bemenetre kapcsoljuk és a kimeneten egy olyan felerősített kimeneti feszültség jelenik meg, amelynek fázishelyzete ellentétes a bemeneti feszültség fázisával.
Feszültségerősítés: ; ; ; , ezekből az egyenletekből következik:
Bemeneti ellenállás:
Kimeneti ellenállás:
Alkalmazások: I-tag, D-tag, felüláteresztő szűrő, aluláteresztő szűrő
|