Circuite Analogice

I. Temă de proiect

Sa se realizeze un sistem de achiziţie de date cu următorii parametri:

o Etaj de amplificare: 2 – neinversor

o Sumator: inversor

o Comparator: neinversor

II. Etajul de amplificare

II.1. Amplificatorul operational – Mod de funcţionare

Amplificatoarele operationale constituie clasa principală de circuite integrate liniare cu caştig mare în tensiune.

AO este un circuit electronic care întruneşte următoarele proprietăţi:

o Caştig în tensiune foarte mare (de ordinul sutelor de mii)

o Impedanţa de intrare foarte mare (de ordinul megaohmilor)

o Rezistenţa de ieşire foarte mică (de ordinul zecilor de ohmi)

o Banda de frecvenţă transmisă fără distorsiuni de la curent continuu până la o frecvenţă cât mai ridicată.

În scheme AO se reprezintă printrun triunghi în care se noteaza cu minus (-) intrarea inversoare a AO şi cu plus (+) intrarea lui neinversoare.

Etajul de intrare al AO este un etaj de amplificare diferenţial realizat cu: tranzistoare bipolare, tranzistoare compuse (Darlington), sau cu tranzistoare cu efect de câmp (TEC), de obicei tranzistoare cu efect de câmp cu joncţiune (TEC-J). Etajul diferenţial cu TEC, deşi are amplificarea mai mică decât cel cu tranzistoare bipolare, are avantajul că realizează o impedanţa de intrare diferenţială mult mai mare decât cele cu 3 tranzistoare bipolare.

Pentru realizarea unei amplificări mari după etajul de intrare urmează un amplificator liniar care de obicei este realizat cu unul sau două etaje diferenţiale cu tranzistoare bipolare.

Etajul de compensare realizează compensarea componentei de curent continuu nedorite şi poate fi un amplificator cascod.

Etajul final realizează amplificarea de putere şi este de obicei un etaj clasă B realizat cu tranzistoare bipolare complementare.

II.2 Amplificatorul neinversor

Schema electrică a amplificatorului neinversor conţine un amplificator operaţional şi un cuadripol de reacţie negativă. La acest amplificator semnalul de intrare este aplicat pe intrarea neinversoare (+), deci semnalul de la ieşire este în fază cu cel de la intrare şi de aceea amplificatorul se numeşte neinversor. Pe intrarea inversoare (-) se aplică semnalul de reacţie negativă, în cele ce urmează, se presupune că ne aflăm la frecvenţe joase şi medii, adică amplificarea şi semnalele de intrare şi de ieşire nu depind de frecventă.

Fig.1 – Schema amplificatorului neinversor

Alegem rezistenţa R1=15Ω şi conform relaţiei de calcul a amplificatorului neinversor: A=1+ , rezultă rezistenţa R2=R1=15Ω.

Formele de undă obţinute în Spice pentru amplificatorul neinversor cu R1=15Ω şi A=2 rezultate în urma schemei de la Fig.1 sunt următoarele:

Fig.2 - Formele de undă ale amplificatorului neinversor