Amplificatoare operaționale

Amplificatoarele operationale sunt la ora actuala unele dintre cele mai importante componente din aparatura electronica, datorita flexibilitatii, stabilitatii si posibilitatii de executie a multor functii. Evolutia amplificatoarelor operationale a avut loc in prelucrarea analogica: circuite sumatoare, circuite diferentiale, multiplicatoare, integratoare e.t.c.

In general Vo – tensiunea de iesire a unui amplificator operational este data de relatia:

Vo = - A (V- - V+) = -A (V) (1)

unde A este castigul in bucla deschisa, V+ si V- sunt tensiunile de intrare.

Fie in exemplul urmator presupunem tensiunea de alimentare a amplificatorului operational de +15 si –15 volt. Tensiunea de iesire nu va putea depasi aceasta tensiune de alimentare. Vmax este mai mica cu aproximativ un volt fata de tensiunea de alimentare.

In cele ce urmeaza este prezentat un program elaborat in limbajul de programare grafica LabVIEW, program ce simuleaza functionarea unui AO.

Figura 1 Panoul frontal al programului de simulare a functionarii a unui AO

Figura 2 Diagrama bloc a aceluiasi program

Cu ajutorul acestui program se poate observa variatia si semnul tensiunii de iesire, pentru diferite valori ale tensiunilor de intrare V- si V+. Programul este prevazut cu doua optiuni: A= 10 (castig mic), permitand observarea mai buna a functionarii, si A=100.000 (castig mare), ca valoare reprezentativa pentru un amplificator real. Deasemenea se poate observa ca la un moment dat se atinge tensiunea maxima (14 V) dupa care amplificatorul devine saturat.

Amplificator operational in bucla inchisa

Amplificatoarele in bucla deschisa cu castig mare sunt dificil de controlat pentru a nu intra in saturatie. In cazul realizarii unei bucle inchise, feedback negativ, amplificatorul devine stabil, dar se pierde din castig. Valori tipice pentru A in bucla inchisa este intre 10-1000, iar in bucla deschisa intre 105 si 107. Daca feedback-ul este pozitiv, amplificatorul devine oscilator.

Inversor cu amplificator operational

Circuitul prezentat mai jos, probabil unul dintre cele mai uzuale cu AO , demonstreaza cum se poate obtine un amplificator stabil liniar. Prin intermediul rezistentei Rf o parte din semnalul de iesire este aplicat la intrarea negativa. Tensiunea de intrare V1 genereaza un curent de intrare i1 prin rezistenta de intrareor R1. Intrarea pozitiva a amplificatorului este legata la GND.