Curs 09 Introducere în Amplificatoare O pera ţionale

1. Curs 09 Introducere în Amplificatoare Operaţionale

2. Structura internă a unui amplificator operaţional – LM741 “+” alimentare Intrari Intrari Ieşire “-” alimentare

3. Amplificatoare operaţionale - capsule.

4. VCC intrare neinversoare + ieşire viD vI+ _ v0 intrare inversoare vI- VEE Simbolul amplificatorului operaţional; mărimi electrice vI+ = tensiunea aplicată pe intrarea neinversoare vI_= tensiunea aplicată pe intrarea inversoare vID= vI+- vI_= tensiune de intrare diferenţială v0 = tensiunea de ieşire VCC = tensiunea de alimentare pozitivă VEE = tensiunea de alimentare negativă

5. VCC + vI+ _ v0 vI- VEE + + + _ _ _ _ + Defazajul dintre tensiunea de ieşire şi tensiunile de intrare la amplificatorul operaţional defazajul dintre tensiunea de ieşire v0şi tensiunea de intrare vI+aplicată pe intrarea neinversoare = 00 (semnalele sunt în fază). defazajul dintre tensiunea de ieşire v0şi tensiunea de intrare vI_aplicată pe intrarea inversoare = 1800 (semnalele sunt în opoziţie de fază).

6. + + + + + + _ _ _ _ _ _ Formele de undă pentru cazul în care semnalul de ieşire şi cel de intrare sunt defazate cu 00, respectiv 1800. vI_ vI+ Tensiune intrare  2 0 Defazajul de 1800 v0 Tensiune ieşire 0  defazaj 00 = alternanţa pozitivă a semnalului de ieşire “apare” în acelaşi moment cu alternanţa pozitivă a semnalului de intrare defazaj 1800 = alternanţa pozitivă a semnalului de ieşire “apare” după o întârziere de 1800 () faţă de momentul “apariţiei” alternanţei pozitivă a semnalului de intrare

7. Caracteristica de transfer (de funcţionare) a AO-ului. tg=AVAO AV_AO100000  ecuaţia de funcţionare în regiunea liniară: ecuaţia de funcţionare în regiuneade saturaţie:

8. Problemă: Se consideră un AO pentru care tensiunile de alimentare au valorile +15V, respectiv -15V, care are o amplificare în tensiune AV_AO=100000. Se cere: a. Să se determine domeniul de valori a tensiunii de intrare diferenţiale vID pentru care amplificatorul operaţional lucrează în regiunea liniară. b. Să se determine valoarea tensiunii de ieşire dacă pe intrarea neinversoare se aplică o tensiune de valoare 50uV, iar pe intrarea inversoare se aplică o tensiune de valoare: a. 0V; b. 550uV c. Să se determine tensiunea de ieşire a AO-ului şi să se deseneze forma de undă a acestei tensiuni dacă pe intrarea inversoare tensiunea este 0V, iar pe intrarea neinversoare se aplică o tensiune sinusoidală: a. 10sin(t) [uV] b. 10sin(t)[mV]

9. Caracteristica de frecvenţă a AO-ului. frecvenţa unitate a AO-ului frecvenţa superioară a AO-ului

10. Problemă:Se consideră un AO pentru care tensiunile de alimentare au valorile +10V, respectiv -10V şi caracteristica de frecvenţă din figura de mai jos. Se cere: Să se determine tensiunea de ieşire a AO-ului şi să se deseneze forma de undă a acestei tensiuni dacă pe intrarea inversoare tensiunea este 0V, iar pe intrarea neinversoare se aplică o tensiune sinusoidală: a. 10sin(210t) [mV] b. 10  sin(210000t)[mV]

11. Limitări introduse de AO în regim variabil de semnal mare slew-rate (SR) = furnizează informaţii despre valoarea variaţiei maxime a tensiunii de la ieşirea amplificatorului pe care acesta o poate avea într-o microsecundă frecvenţa maximă = frecvenţa până la care AO-ul poate păstra nedistorsionată o tensiune de o anumită amplitudineVo VoMAX=2Vo

12. Problemă:Se consideră un AO pentru care, în urma măsurătorilor, se constată că tensiunea de ieşire poate genera un salt de 10V în 20us. Să se determine frecvenţa maximă fMAX a AO-ului pentru cazul în care amplitudinea tensiunii de ieşire a acestuia ar trebuie să fie 5V. Ce se întâmplă cu forma de undă a tensiunii de ieşire, dacă frecvenţa acesteia are valoarea: a. f=1kHz b. f=10kHz

13. Modelul ideal al amplificatorului operaţional – relaţii utilizate în aplicaţii i+ + i- vI+ _ v0 vI- • i+ = 0 şi i- = 0 (Rezistenta de intrare a AO-ului=) • dacă amplificatorul operaţional are REACŢIE NEGATIVĂ atunci: vI+ = vI- • Rezistenta de iesire a AO-ului = 0 => AO-ul = generator ideal de tensiune • AO-ul este un element de circuit liniar!