Operacijski ojačevalnik: opis, načelo delovanja, uporaba

Analogna elektronika je eden od najpomembnejših delov elektrotehnike, ki je postal odskočna deska za preklop iz uporov, reostatov in ampermetov v digitalno "merjenje". Z uporabo kombinacij številnih električnih komponent in oblikovanja kompleksnih vezij je analogna elektronika omogočala uporabo svojih dosežkov pri sestavljanju preprostih digitalnih električnih naprav. Danes je analogna elektronika osnova za vezavo sodobnih električnih aparatov.

Ena od naprav analogne elektronike je operacijski ojačevalnik, ki je kompleksno večstopenjsko vezje z uporabo polprevodnikov. V integrirani obliki ima ta naprava dva vhoda, ki se medsebojno obračata. Omeniti velja, da je ena od lastnosti sprejemne enote za obratni signal velika vrednost dobička.

Integralni design pomeni, da je operacijski ojačevalnik nameščen v specializirani enoti delovne enote čipa. V načrtovanju vezja je ta naprava, tako kot vsi drugi elementi, prejela posebno oznako. Operativni ojačevalnik je praviloma v operativnih diagramih označen kot velik trikotnik. Vendar pa v zadnjem času najdete alternativni simbol za ojačevalnik - pravokotnik z majhnim trikotnikom znotraj. Najverjetneje se ta oznaka uvaja za poenostavitev strukturne sheme.

Uporaba operativnih ojačevalnikov je zelo raznolika danes. Ti večstopenjski instrumenti se uporabljajo v različnih ojačevalnikih za različne signale. Poleg tega se operacijski ojačevalnik pogosto uporablja v generatorjih električnih signalov in v frekvenčnih filtrih za območje zvoka. Poleg tega je ojačevalnik postal nepogrešljiva naprava v shemah sistemov za nadzor številnih fizičnih veličin (zlasti na vremenskih postajah).

Načelo delovanja Operacijski ojačevalnik se pogosto primerja z utežmi v lekarnah, katerih puščica odstopa od strani, kjer je obremenitev črevesja največja. Samo za operacijski ojačevalnik je treba označiti eno od skodelic z znakom "+", drugi - ";", in zamenjati izmerjeno vrednost z voltovi namesto gramov. Torej ojačevalnik primerja napetostni modul na enem in drugem vhodu. Če je potencialna razlika na neposrednem vhodu večja kot na inverzni, potem izhod tvori pozitivno napetost (sicer negativna napetost).

Vrnitev na oznako operativnih ojačevalnikov po načelu električnih vezij je treba opozoriti, da je neposredni vnos pogosto označen z znakom "+" in obratnim - ";". Vendar ti simboli niso vedno uporabljeni! Včasih na shemah ni znakov na vhodih, ampak namesto tega je inverzni vhod označen v obliki majhnega kroga.

Da bi zmanjšali občutljivost operativnega ojačevalnika na tehnična nihanja vhodnega električnega signala, se OOS vnese v operativno ojačevalno-negativne povratne informacije. Zaradi uporabe takšne komponente vezja kot izhodne povezave z inverznim vhodom skozi poseben upor, operativni ojačevalnik med obratovanjem ne upošteva manjših odstopanj od določenega vhodnega signala.

Včasih za delovanje operativnega ojačevalnika v osnovnih električnih vezjih kompleksnih naprav, pozitivne povratne informacije, ki povezuje pozitivni vhod in izhod preko namenskega upora. Pri uporabi pozitivne povratne informacije se pojavi zanimiv stranski učinek - "histerezijska zanka".

Na koncu opažamo, da se operacijski ojačevalniki uporabljajo za enopolarne in bipolarne napajalne enote.