Curs amplificator operațional
Curs: Amplificatorul operațional (AOP)
Amplificatorul operațional (sau amplificatorul liniar integrat: ALI) este o componentă a tehnologiei integrate care este gata să fie operațională, această componentă cuprinde:
- 2 pini de alimentare +Vcc și -Vcc,
-2 așa-numite intrări diferențiale: E + intrare neinversibilă și E - intrare inversantă,
Funcționarea amplificatorului operațional necesită alimentare simetrică
(două surse de tensiune + Vcc și - Vcc, care nu sunt prezentate pe diagrame).
Numim tensiune diferențială (notată cu ε), ddp între intrarea v + și v -
Tensiunea de ieșire este exprimată ca: Vs = A. ε (A: reprezintă amplificarea diferențială) .
Aop are două moduri de funcționare:
Mod liniar (sau regim): există neapărat un feedback negativ (legare prin componentă sau
un singur fir între ieșirea S și intrarea E - a AOP), în acest caz tensiunea ε va fi neglijat .
Mod neliniar (sau regim): nu există feedback negativ, în acest caz AOP funcționează în saturație.
ieșirea poate lua doar două valori: + Vsat sau - Vsat, Voltaj ε nu poate fi neglijat.
2) Amplificator operațional perfect (sau ideal)
Acest model face posibilă prezicerea comportamentului amplificatorului:
Modelul DOP ideal include:
- O rezistență de intrare diferențială infinită, care implică ==> i + = i - = 0.
-O amplificare diferențială infinită (în buclă deschisă), indiferent de frecvență.
-Vom presupune că regim liniar: ε = 0. ==> v + = v -
3) Imperfecțiunile DOP
a) Tensiune offset (tensiune offset)
Când tensiunea diferențială este zero, tensiunea de ieșire nu este, deci AOP are o tensiune de decalare de ieșire
în absența oricărui semnal la intrare.
b) Rata de rotire (SR)
Panta în valoare absolută a dVs/dt, care informează despre viteza de evoluție a tensiunii semnalului de ieșire Vs al AOP, este limitată de o valoare maximă: această rată de rotire caracterizează viteza de răspuns a AOP și este exprimată în V/µs (pentru AOP TL081 SR = 13 V/µs).
Deci, pentru a crește viteza de răspuns a AOP, este necesar să reduceți amplitudinea tensiunilor de intrare.
4) Amplificatorul operațional în modul liniar
În modul liniar (există un feedback negativ) vom presupune că: i + = i - = 0. și ε = 0 adică v + = v -
a) Ansamblul urmăritorului
Tensiunea diferențială ε = 0 prin aplicarea legii mesh-ului putem scrie : VE - ε- VS = 0 ==> VS = VE - ε
Interesul acestui ansamblu constă în rezistența infinită de intrare și rezistența zero de ieșire, este adesea folosit pentru a adapta două etape.
b) Ansamblu fără inversare
Avem un feedback negativ ==> ε = 0 ==> VE = v + = v - = VR1 prin aplicarea principiului divizorului de tensiune avem:
c) Ansamblu inversor