Osnovna svojstva operacijskog pojaala Gabrijela tivi dipl ing

Osnovna svojstva operacijskog pojačala Gabrijela Štivić, dipl. ing. el.

Pojam operacijskog pojačala Operacijsko pojačalo je istosmjerno pojačalo koje ima veliko naponsko pojačanje, s dva ulaza i jednim izlazom. Operacijsko pojačalo je integrirana elektronička komponenta. Najčešće je korišten analogni integrirani sklop. Naziv operacijsko pojačalo potječe od prvobitne primjene, izvođenja računskih operacija u analognim računalima.

Svojstva operacijskog pojačala Idealno pojačalo Naponsko pojačanje ∞ Ulazni otpor ∞ Izlazni otpor 0 Stvarno pojačalo 104 - 106 1 MΩ i više 100 Ω i manje

Simbol operacijskog pojačala Operacijsko pojačalo ima dva ulaza, invertirajući (označen s -)i neinvertirajući (+) i jedan izlaz. Za napajanje operacijskog pojačala koriste se dva izvora napajanja UCC i – UCC. Napajanje može biti simetrično (dva jednaka napajanja suprotnih polariteta) ili nesimetrično, uz pozitivan napon UCC i izvod za negativan napon spojen na masu (uzemljenje).

Izlazni napon iz operacijskog pojačala je u fazi s naponom na neinvertirajućem ulazu, a u protufazi je (fazno pomaknut za 180°) s naponom na invertirajućem ulazu. Operacijsko pojačalo pojačava razliku ulaznih signala spojenih na oba ulaza. Najveći napon koji se može pojaviti na izlazu iz pojačala približno je jednak naponu Ucc, a najmanji (tj. najveći negativni) napon je – Ucc. Obzirom na vrlo veliko (u idealnom slučaju beskonačno) pojačanje, ako ne primjenjujemo povratnu vezu, na izlazu je uvijek maksimalan pozitivan ili maksimalan negativan napon.

Operacijsko pojačalo je komparator Kada je napon na invertirajućem ulazu U- veći od napona na neinvertirajućem ulazu U+, izlazni napon jednak je – UCC. Kada je napon na invertirajućem ulazu U- manji od napona na neinvertirajućem ulazu U+, izlazni napon jednak je UCC. Kada su naponi na oba ulaza jednaki, izlazni napon je u idealnom slučaju jednak nuli. Stvarno, zbog nesimetrije pojačala, na izlazu se javlja vrlo mali napon koji se naziva izlazni napon pomaka i koji iznosi oko 1 m. V. Operacijsko pojačalo uspoređuje napone na invertirajućem i neinvertirajućem ulazu. Možemo reći da radi kao komparator.

Zadatak Operacijsko pojačalo ima simetrično napajanje, +15 V i – 15 V. Koliki će biti napon na izlazu pojačala ako na ulaze spojimo slijedeće vrijednosti napona: a) U- = 2 V, U+ = 1 V b) U- = 2 V, U+ = 3 V c) U- = 2 V, U+ = 2 V ?

Operacijsko pojačalo je višestupanjsko pojačalo. Sastoji se od najmanje tri stupnja. Prvi stupanj je diferencijsko pojačalo, a izlazni stupanj je pojačalo snage klase B. Između se nalazi barem jedan međustupanj. Stupnjevi su međusobno vezani izravno tj. istosmjernom vezom. Prisjeti se što je diferencijsko pojačalo, a što pojačalo snage!

Operacijsko pojačalo 741 ima 8 izvoda. Izvod broj 8 se ne koristi. Izvod broj 1 je onaj označen točkom, a dalje se broji u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Izvod 2 je invertirajući, a izvod 3 neinvertirajući ulaz. Izvod 6 je izlaz. Na izvod 4 stavlja se izvor negativnog, a na 7 izvor pozitvnog napona napajanja. Izvodi 1 i 5 koriste se za namještanje napona pomaka (engleski offset voltage).

Dopuštene vrijednosti pojačala 741 Fizikalna veličina Napon napajanja Utrošak snage Maksimalna dopuštena vrijednost ± 18 V 500 m. W Diferencijski ulazni napon (razlika ulaznih napona) ± 30 V Ulazni napon ± 15 V Radna temperatura Temperatura lemljenja 0 – 70 °C 300 °C

Primjena operacijskih pojačala Razna pojačala Filtri Oscilatori Stabilizatori napona Komparatori Generatori signala Analogno-digitalna i digitalno-analogna pretvorba

Odgovori na pitanja: 1. Kakvo je to operacijsko pojačalo i zašto se tako zove? 2. Što znači da je operacijsko pojačalo istosmjerno? 3. Što je simetrično, a što nesimetrično napajanje operacijskog pojačala? 4. Čime je određena maksimalna vrijednost izlaznog napona? 5. Zašto kažemo da je operacijsko pojačalo komparator? 6. Koliko stupnjeva mora imati operacijsko pojačalo? Navedi ih! Odgovore na pitanja i rješenje zadatka predajte nastavniku na način koji ste dogovorili mu predajte prilikom povrtaka u školu.

Literatura 1. Furčić, N. Elektronički sklopovi: udžbenik s DVD-om za 3. razred četverogodišnjih strukovnih škola. Zagreb: Neodidacta, 2013. 2. Kotur, J. Paunović, S. Analogni elektronički sklopovi. Zagreb: Element, 2009.