Amplificatoare operationale

Amplificatoare operationale

Amplificatoare operationale (AO) sunt dispozitive electronice ce au fost construite, in special, pentru a permite efectuarea de calcule matematice asupra semnalelor analogice. Ele sunt prevazute, in general, cu un etaj de intrare diferential realizat in tehnologie bipolara, JFET sau chiar C-MOS, ceea ce le confera o impedanta de intrare foarte mare. Ele mai contin un etaj intermediar de amplificare si un etaj de iesire de putere care asigura o impedanta de iesire foarte mica (~ 0). Amplificarea in bucla deschisa (fara reactie negativa) a acestor dispozitive este foarte mare, de ordinul a 10⁵ - 10⁶. Controlul riguros al semnalului de iesire se realizeaza prin reactie negativa (feedback). Pentru functionare, AO necesita o sursa de alimentare (in general, dubla) si elemente auxiliare pentru minimizarea tensiunii de offset.

Fara a utiliza nici o alta componenta exterioara, amplificatorul operational indeplineste functia de comparator, tensiunea de iesire, V_OUT, fiind descrisa de relatia:

V_OUT = A (V_NIN - V_IN)

unde V_NIN este tensiunea aplicata intrarii neinversoare, V_IN este tensiunea aplicata intrarii inversoare, iar A reprezinta amplificarea in bucla deschisa.

Prin efectuarea de conexiuni suplimentare si utilizarea unor componente adiacente se poate realiza un controlul riguros al semnalului de iesire, acest fapt datorandu-se reactiei negative (feedback). Evolutia tensiunii de iesire pentru diferite configuratii poate fi dedusa pe baza modelului de AO ideal (A , R_NIN , R_IN , I_NIN I_IN 0 si V_NIN = V_IN pentru amplificatorul cu reactie negativa) si aplicand legi simple, precum legea lui Ohm si Kirchoff. Cele mai frecvente configuratii de utilizare ale AO sunt prezentate in tabelul urmator:

Aplicatie:

Utilizand un generator de functii (sinusoidal, dreptunghiular, triunghiular), un osciloscop cu doua canale si o sursa dubla de alimentare (± 15 V), studiati functionarea diferitelor configuratii specifice aplicatiilor AO. Suplimentar, se va evalua:

cu ajutorul montajului comparator, frecventa de taiere a AO incluse in circuitul integrat TL082:

cu ajutorul montajului integrator, valoarea capacitatii de integrare;

cu ajutorul montajului derivator, valoarea capacitatii de derivare;