Czym są wzmacniacze operacyjne?

​

Wzmacniacze operacyjne to niezwykle wszechstronne układy elektroniczne o zróżnicowanym wachlarzu zastosowań. Pierwotnie służyły przede wszystkim do wykonywania operacji matematycznych w komputerach. Dziś, na szeroką skalę wykorzystywane są m.in. w układach transmisji i przetwarzania sygnałów analogowych, w urządzeniach audiowizualnych i telekomunikacyjnych, w aparaturze medycznej i przyrządach pomiarowych. Dzięki swej uniwersalności i zachowaniu właściwości układów scalonych produkowane są masowo, a ich cena pozostaje niska. Wzmacniacze operacyjne zachowują przy tym wysoki poziom parametrów użytkowych i prostotę budowy.

Definicja

Czym są wzmacniacze operacyjne? To wielostopniowe wzmacniacze prądu stałego, które charakteryzują się dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym, sięgającym rzędu nawet stu kilkudziesięciu decybeli. Przeznaczone są do pracy z zewnętrznym obwodem silnego ujemnego sprzężenia zwrotnego, który stanowi o podstawowych właściwościach całego układu. Wpływa to również na stałość pracy, szerokość pasma przenoszenia i zakres dynamiki wzmacniacza. Na rynku dostępnych jest wiele odmian wzmacniaczy operacyjnych: niskoszumowych, precyzyjnych czy energooszczędnych, przeznaczonych do aplikacji zasilanych bateriami.

Budowa i parametry

Większość wzmacniaczy operacyjnych posiada dwa symetryczne wejścia (odwracające i nieodwracające) i niesymetryczne wyjście. Budowane w postaci scalonej, stanowią połączenie wzmacniaczy prądu stałego z ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Do parametrów wzmacniaczy operacyjnych należą: różnicowe wzmocnienie napięciowe, wejściowe napięcie niezrównoważenia, wzmocnienie sygnału współbieżnego, współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego, wyjściowe napięcie niezrównoważenia, rezystancja wejściowa i wyjściowa, współczynnik tłumienia wpływu zasilania, zakres zmian napięcia wejściowego, maksymalne napięcie i prąd wyjściowy, wejściowy prąd polaryzujący, szybkość zmian napięcia wyjściowego, pasmo pętli otwartej, szumy wzmacniacza, pobór mocy, iloczyn wzmocnienia i częstotliwości granicznej, czas narastania odpowiedzi na skok jednostkowy, współczynnik cieplny wejściowego napięcia niezrównoważenia.

Wzmacniacze operacyjne stanowią dziś fundament elektroniki analogowej – to najczęściej wykorzystywane elementy we wszelkiego rodzaju układach analogowych. Służą do budowy filtrów aktywnych, generatorów, regulatorów i wielu innych układów. Jedno jest pewne – współczesna elektronika nie mogłaby się bez nich obejść.

Materiał partnera zewnętrznego