Аперацыйны ўзмацняльнік: апісанне, прынцып працы, прымяненне

Аналагавая электроніка - адзін з найбольш важных раздзелаў электратэхнікі, які стаў некаторай прыступкай для пераходу ад рэзістараў, рэастатаў і амперметр да лічбавага «вымярэнні». Выкарыстоўваючы камбінацыі многіх электратэхнічных кампанентаў і утвараючы складаныя схемы, аналагавая электроніка дазволіла выкарыстоўваць свае дасягненні для складання найпростых лічбавых электрапрыбораў. Сёння аналагавая электроніка - аснова для схематэхнікі складаных сучасных электрапрыбораў.

Адзін з прыбораў аналагавай электронікі - аперацыйны ўзмацняльнік, які ўяўляе сабой складаную многокаскадные схему з выкарыстаннем паўправаднікоў. У інтэгральным выглядзе гэты прыбор размяшчае двума ўваходамі, якія Інвертуйце адзін аднаго. Характэрна, што адным з уласцівасцяў інверснай вузла прыёму сігналу з'яўляецца вялікае значэнне каэфіцыента ўзмацнення.

Інтэгральнае выкананне мае на ўвазе, што аперацыйны ўзмацняльнік размяшчаецца спэцыялізавана ў адным з рабочых блокаў мікрасхемы. У схематэхніка дадзены прыбор, як і ўсе астатнія элементы, атрымаў адмысловае пазначэнне. Як правіла, на прынцыповых схемах аперацыйны ўзмацняльнік пазначаюць у выглядзе вялікага трыкутніка. Аднак у апошні час можна знайсці і альтэрнатыўны сімвал для ўзмацняльніка - прастакутнік з маленькім трохвугольнікам ўнутры. Хутчэй за ўсё, такое пазначэнне ўведзена для спрашчэння малюнка прыбора на структурных схемах.

Прымяненне аперацыйных узмацняльнікаў сёння вельмі разнастайнае. Гэтыя многокаскадные прыборы выкарыстоўваюцца ў самых разнастайных узмацняльніках для розных сігналаў. Акрамя таго, аперацыйны ўзмацняльнік часта выкарыстоўваюцца ў генератарах электрычных сігналаў, а таксама ў частотных фільтрах для гукавога дыяпазону. Акрамя таго, ўзмацняльнік стаў незаменным прыборам у схемах сістэм кантролю мноства фізічных велічынь (у прыватнасці, на метэастанцыях).

Прынцып працы аперацыйнага ўзмацняльніка часта параўноўваюць з аптэкарскімі вагамі, стрэлка якіх адхіляецца ў той бок, дзе груз на кубачку найбольшы. Толькі для аперацыйнага ўзмацняльніка трэба адну з кубкаў адзначыць знакам «+», другую - «-», а вымяраную велічыню замяніць вольтамі замест грамаў. Такім чынам, ўзмацняльнік вырабляе параўнанне модуля напружання на адным і другім ўваходзе. Калі рознасць патэнцыялаў на прамым ўваходзе больш, чым на інверсны, то на выхадзе фармуецца станоўчае напружанне (у адваротным выпадку - адмоўнае).

Вяртаючыся да пазначэння аперацыйных узмацняльнікаў на прынцыповых электрычных схемах, варта адзначыць, што прамой ўваход часта пазначаецца знакам «+», а інверсны - «-». Аднак такія сімвалы выкарыстоўваюцца не заўсёды! Часам на схемах знакі каля ўваходаў не ставяць, але замест гэтага інверсны ўваход адзначаюць у выглядзе невялікага кружочка.

Для таго каб знізіць адчувальнасць аперацыйнага ўзмацняльніка да тэхнічных ваганняў уваходнага электрычнага сігналу, у аперацыйны ўзмацняльнік ўводзіцца ООС - адмоўная зваротная сувязь. Дзякуючы выкарыстанню такога кампанента схемы як злучэнне выхаду з вывернутым уваходам праз адмысловы рэзістар, нязначныя адхіленні ад зададзенага уваходнага сігналу не ўлічваюцца аперацыйным узмацняльнікам пры працы.

Часам для працы аперацыйнага ўзмацняльніка ў прынцыповых электрычных схемах складаных прылад выкарыстоўваецца станоўчая зваротная сувязь, пры якой вырабляецца злучэнне станоўчага ўваходу і выхаду праз спецыялізаваны рэзістар. Пры выкарыстанні станоўчай зваротнай сувязі з'яўляецца цікавы пабочны эфект - «пятля гістарэзісу».

У заключэнне адзначым, што аперацыйныя ўзмацняльнікі выкарыстоўваюць як пры аднапалярным, там і пры біпалярным крыніцы харчавання.