Un amplificatore operazionale o amplificatore operazionale è un dispositivo lineare e ampiamente utilizzato nel filtraggio, nel condizionamento del segnale o utilizzato principalmente per eseguire operazioni matematiche come addizione, sottrazione, differenziazione e integrazione. Fondamentalmente, un amplificatore operazionale utilizza componenti di feedback esterni tra l'ingresso e terminali di uscita di resistori e condensatori come amplificatori operazionali. Questi componenti risolveranno il funzionamento dell'amplificatore operazionale con buone caratteristiche come capacitivo, resistivo, ecc. L'amplificatore può eseguire una varietà di funzioni. Un amplificatore operazionale è un dispositivo a tre terminali che include due ingressi e un'uscita, in cui gli ingressi sono invertenti e non invertenti e le uscite possono essere in tensione o corrente.
Cos'è un amplificatore operazionale?
Un amplificatore operazionale o operativo è un tipo di circuito integrato che utilizza la tensione esterna per amplificare l'ingresso utilizzando un guadagno molto elevato. L'intenzione principale di questo circuito è progettata per migliorare la potenza del segnale di basso livello. Fare riferimento al collegamento per saperne di più Varie applicazioni di amplificatori operazionali in elettronica
Amplificatore operazionale
Cos'è un differenziatore dell'amplificatore operazionale?
In un circuito di differenziazione dell'amplificatore operazionale, la tensione di uscita è direttamente proporzionale alla velocità di variazione della tensione di ingresso rispetto al tempo, il che significa che una rapida modifica del segnale della tensione di ingresso, quindi l'alta tensione o / p cambierà in risposta. Poiché l'uscita di un circuito differenziatore dell'amplificatore operazionale è proporzionale alla variazione dell'ingresso. Quando gli ingressi del circuito differenziatore sono forme d'onda standard come seno, quadrato, triangolare, le forme d'onda in uscita saranno molto diverse.
Differenziatore dell'amplificatore operazionale
Se l'ingresso è un'onda quadra, ci saranno piccoli picchi in altre forme d'onda in uscita. Questi picchi saranno imperfetti con la pendenza delle estremità della forma d'onda di ingresso e l'uscita massima del circuito.
Se l'ingresso è una forma d'onda triangolare, l'uscita cambia in una forma d'onda quadra nel flusso con i livelli crescenti e decrescenti della forma d'onda di ingresso.
Se l'ingresso è un'onda sinusoidale da allora viene modificata in una forma d'onda coseno che fornisce il segnale con sfasamento di 90 °, che è molto utile in alcune situazioni.
Circuito differenziatore dell'amplificatore operazionale
Questo è un tipo di amplificatore e il collegamento di questo amplificatore può essere effettuato tra l'ingresso e l'uscita e include un guadagno molto elevato. Il circuito differenziatore dell'amplificatore operazionale può essere utilizzato nei computer analogici per eseguire operazioni matematiche come somma, moltiplicazione, sottrazione, integrazione e differenziazione.
Il circuito dell'amplificatore operazionale genera una tensione di uscita che è proporzionale alla tensione di ingresso derivativa del tempo. Quindi questo circuito dell'amplificatore operazionale è chiamato differenziatore. Supponiamo che il terminale di terra che è indicato con G nel circuito sopra, dove il flusso di corrente attraverso il terminale di terra è equivalente al flusso di corrente in uscita, possiamo scrivere come
Circuito differenziatore dell'amplificatore operazionale
Nel circuito sopra, la tensione del nodo dell'amplificatore operazionale al terminale invertente è zero, quindi il flusso di corrente attraverso il condensatore può essere scritto come
ionel= If
Dove iof= -Vsu/ Rf
La carica del condensatore è uguale alla tensione con i tempi di capacità attraverso il condensatore
Q = C X Vnel
Pertanto la variazione del tasso di addebito è
dQ / dt = C dVnel/ DT
Ma il dQ / dt è la corrente attraverso il condensatore
ioin = C dVnel/ dt = iof
-Vsu/ Rf= C dVnel/ DT
Una tensione di uscita ideale (Vout) per il differenziatore dell'amplificatore operazionale è scritta come
Vout = - RfC il tuonel/ DT
Pertanto, la tensione di uscita è una derivata della tensione di ingresso costante - RfC volte della tensione di ingresso Vin rispetto al tempo. Qui il segno meno (-) specifica lo sfasamento (180o) poiché il segnale di ingresso viene fornito al terminale di inversione di ingresso dell'amplificatore operazionale.
Forme d'onda del differenziatore dell'amplificatore operazionale
Cos'è un integratore di amplificatori operazionali?
Nella maggior parte dei circuiti dell'amplificatore operazionale, la connessione di retroazione utilizzata è di natura resistiva da una linea resistiva diritta che delinea come una porzione minima della rete. Ma per l'integratore op-amp, il feedback sarà fornito dal condensatore tra l'ingresso e l'uscita dell'amplificatore operazionale.
Integratore dell'amplificatore operazionale
In qualità di integratore di amplificatori operazionali svolge la funzione di integrazione matematica. Tuttavia, può essere utilizzato nei computer analogici. Il funzionamento di questo circuito è che genera un'uscita proporzionale alla tensione di ingresso nel tempo. Quindi la tensione di uscita sarà determinata in qualsiasi momento con la tensione di uscita primaria.
Dalle forme d'onda di cui sopra, si può osservare che l'ingresso rimane a zero. ma quando viene data una tensione i / p all'ingresso, l'uscita verrà aumentata. Allo stesso modo, quando la tensione di ingresso del gradino torna alla posizione zero, il residuo di uscita alla tensione raggiunta per ultima.
Circuito integratore amplificatore operazionale
Il circuito integratore dell'amplificatore operazionale può essere costruito con un amplificatore operazionale e un condensatore tra l'ingresso invertente e l'uscita, e un resistore dall'i / p invertente a e ingresso ntire del circuito.
Integratore dell'amplificatore operazionale
Una delle applicazioni di un amplificatore operazionale è un integratore che può essere formato alterando le posizioni del resistore e del condensatore. Questo circuito può generare una tensione o / p proporzionale all'integrale nel tempo della tensione di ingresso. Quindi questo circuito è denominato come circuito integratore. Supponiamo che il terminale di terra che è indicato con G nel circuito sopra, dove il flusso di corrente attraverso il terminale di terra è equivalente al flusso di corrente in uscita, possiamo scrivere come
Se ionel+ If= 0
ionel= - If
Vin –Va / R = -C d / dt (V0-Va)
Dove Va = 0
Vin / R = -C d / dt V0
Integrando l'equazione precedente, possiamo ottenere quanto segue
1 / R
O
Vout = −∫ Vin / R C DT + c
Pertanto la tensione Vout è uguale alla costante -1 / RC e integrale della tensione di ingresso Vin
Il circuito dell'integratore dell'amplificatore operazionale consente di ottenere un'integrazione precisa del segnale i / p. Le applicazioni di questo circuito includono principalmente computer analogici. Al giorno d'oggi, un'attività di integrazione è obbligatoria nelle applicazioni analogiche, ovunque il circuito IC sia la soluzione perfetta.
Forme d'onda dell'integratore dell'amplificatore operazionale
Il differenziatore dell'amplificatore operazionale ha diverse applicazioni di progettazione di circuiti elettronici . Questo circuito viene utilizzato nei computer analogici dove è in grado di fornire un'operazione di differenziazione sulla tensione di ingresso analogico. Può essere utilizzato nella strumentazione di processo per controllare la velocità di variazione di diversi punti. Differenziatore operazionale può essere richiesto nelle applicazioni di condizionamento del segnale.
Quindi, dalle informazioni di cui sopra, finalmente, possiamo concludere che circuiti integrati op-amp sono dispositivi lineari perfetti per l'amplificazione CC e utilizzati comunemente nel filtraggio, nel condizionamento del segnale, nelle operazioni matematiche come l'integrazione, la differenziazione, ecc. Ecco una domanda per te, quali sono i diversi tipi di amplificatore operazionale?
