Операційний підсилювач - це інтегральна схема, яка виконує функцію підсилювача, властивості якого певною мірою близькі до ідеального підсилювача. Ми вважаємо ідеальним підсилювачем схему, яка має нескінченний вхідний опір, нульовий вихідний опір і його коефіцієнт підсилення напруги наближається до нескінченності. Справжній операційний підсилювач не може досягти цих значень, але деякі параметри наближаються до них. Вхідний опір OZ має розмір порядку декількох МОм (макс. 10 МОм). Вихідний опір становить кілька десятків Ом (не менше 10 Ом). Приріст напруги становить приблизно від 2,10 3 до 3,10 6. OZ відрізняється від класичного підсилювача відносно складним універсальним розташуванням. ОЗ зазвичай має 2 входи і може обробляти 2 окремі сигнали. Один вхід не інвертується і позначений знаком + (плюс), інший вхід інвертується і позначений знаком - (мінус).
Ми знаємо 3 основних типи товарних знаків
Фіг. 32.а. Операційний підсилювач a) з інвертуючим входом, b) неінвертуючий вхід, c) з симетричним диференціальним входом
Третій тип - найпоширеніший. Вихід з ОЗ, як правило, асиметричний, вихідний сигнал береться від землі, і тому вхідні сигнали завжди повинні стосуватися землі.
Кожен операційний підсилювач повинен мати живлення. Джерело напруги підключено до клем OZ, перелічених у каталозі виробника.
З'єднання ОЗ може бути у функції підсилювача: інвертування, інвертування з великим коефіцієнтом посилення, неінвертування, диференціал, інтегрування, виведення.
1. Підключення OZ у функції інвертуючого підсилювача: Сигнал подається на інвертуючий вхід (-). Сумарний коефіцієнт підсилення підсилювача задається відношенням резисторів R1 і R2.
Фіг. 32. б. Підключення ОЗ у функції інвертуючого підсилювача
2. Підключення ОЗ у функції інвертуючого підсилювача з високим коефіцієнтом посилення:
Для результуючого посилення до виходу підключений дільник напруги R4 - R5. Стосунки стосуються:
Вихідний опір обох з'єднань дорівнює опору резистора R1. Резистор R3 частково компенсує вплив вхідного струму ОЗ. Його опір вибирається відповідно до співвідношення:
Фіг. 32. c. Підключення ОЗ у функції інвертуючого підсилювача з високим коефіцієнтом посилення
3. Підключення ОЗ у функції неінвертуючого підсилювача:
Сигнал подається на неінвертуючий вхід (+). При опорі R2 = 0 або R1 = ∞ (обрив) відбувається передача напруги
Фіг. 32. д. Підключення ОЗ у функції неінвертуючого підсилювача
4. Підключення ОЗ у функції диференціального підсилювача:
Серед резисторів повинно бути точно: R1 = R2 = R3 = R4. Часто також вибирають: R1 = R2; R3 = R4. Це найбільш типове та часто використовуване підключення операційного підсилювача. Вихідний сигнал U2 дорівнює кратному різниці між двома вхідними сигналами U1 та U1´a передачі напруги AU.
Фіг. 32.e Підключення ОЗ у функції диференціального підсилювача
5. Підключення ОЗ у функції інтегруючого підсилювача: Конденсатор С підключений в контурі зворотного зв'язку. Він поводиться як фіктивний C між вхідним терміналом і землею, але ємність збільшується приблизно в Au рази.
Фіг. 32.f. Підключення ОЗ у функції інтегруючого підсилювача
6. Підключення ОЗ у функції похідного підсилювача: Схема має обернену функцію порівняно з попереднім підключенням. Таким чином, вихідний сигнал пропорційний похідній вхідного сигналу. Величина вихідного сигналу залежить від величини змін вхідного сигналу. Умовою згаданої функції є те, що частота f нижча за величину частки
Рис.32.г З'єднання ОЗ у функції похідного підсилювача
Це лише кілька прикладів того, як можна використовувати OZ, який також може працювати як логарифмічний підсилювач, випрямляч малих сигналів змінного струму, частотний фільтр тощо.