1. Операційні підсилювачі
2. Компаратори – спеціалізовані, ОП для порівняння сигналів
3. Аналогові перемножувачі
4. Мікросхеми для побутової техніки (радіо, телевізор, магнітофон…)
5. Підсилювачі низької частоти
6. Цифро аналогові перетворювачі
7. Аналогово цифрові перетворювачі
8. Комутатори аналогових сигналів
9. Стабілізатори струмів і напруг
Операційні підсилювачі
В електроніці до ОП відносять підсилювачі постійного струму (з безпосереднім зв’язком), які мають диференційний вхід (не інвертуючий та інвертуючий входи, які підсилюють різницю напруг) з великим вхідним опором, малим вихідним опором і великим коефіцієнтом підсилення. Вони придатні для побудови різних схем зі зворотними зв’язками.
В ідеального підсилювача вхідний опір прямує до нескінченності, а вихідний прямує до нуля.
Класифікація ОП:
1. ОП загального призначення (дозволяють будувати різні схеми з точністю до 1%)
2. Високоточні ОП (дозволяють будувати вимірювальні схеми з 0.05 – 0.1%)
3. Імпульсні ОП (для побудови швидкодіючих мікросхем)
4. Мікропотужні ОП (споживають малу потужність 0.1 мкВт найменша)
5. Потужні і високовольтні підсилювачі (5 А, 200 В)
Структурні схеми ОП
Перші ОП були побудовані по трьох каскадній схемі, сучасні ОП майже всі мають двокаскадну схему
1. – Диференційний підсилювач (підсилює тільки різницю вхідних сигналів і має один інвертуючий і один неінвертуючий входи)
2. – Підсилювач напруги (забезпечує основне підсилення)
3. – Підсилювач амплітуди (остаточно формує вихідний сигнал)
В сучасних ОП каскади 1 і 2 суміщенні вони мають значно кращі частотні характеристики.
Диференційні каскади підсилення
Це основний елемент ОП. Так називають мостові, або балансні схеми підсилювачі постійного струму.
Вони застосовуються в підсилювачах постійного струму для зменшення дрейфу нуля від зміни напруги живлення і температури навколишнього середовища.
Диференційні каскади мають два входи і два виходи, що дозволяє проектувати інвертуючи і не інвертуючи підсилювачі і легко вводити кола зворотних зв’язків, легко зсувати рівні напруг і будувати багато каскадні підсилювачі з безпосереднім зв’язком.
Основні переваги:
Стабільність і компенсація дрейфів, які реалізуються при ідентичності параметрів елементів диференційних каскадів.
Найбільше для реалізації підходить інтегральна технологія.
Балансні, або мостові схеми
Rc1 = Rc2 β1 = β2
Опір Re задає зменшення струму І0
Насправді в ОП застосовується спеціальна схема стабілізатора струму (замість Re)
В схемі потрібно забезпечити дуже високу стабільність I0
Якщо Uвх1 і Uвх2 рівні, то VT1 I VT2 відкриті однаково.
І1 = І2 (І1 + І2) = cos1 = I0 i Uвих1 = Uвих2
Нехай Uвх1 ↑, це означає, що VT1 може відкриватися більше, та І1 ↑.
При цьому URC1 ↑→Uвих1↓
І1 + І2 = const → I2↓→ URC2↓→Uвих2↑
Якщо би Uвх1↓ при незмінному Uвх2, то Uвих1 збільшилось би, а Uвих2 зменшилось.
Аналогічно можна записати і для Uвх2 при незмінному Uвх1
Висновок: Такий підсилювач підсилює тільки різницю Uвх1 та Uвх2
Напруга, яка одночасно подається до двох входів ОП називається синфазною. Диференційний підсилювач не повинен підсилювати синфазну напругу.
За рахунок не ідентичності елементів синфазна напруга впливає на вхідну напругу і цей процес характеризується кутом послаблення синфазної напруги, або синфазним сигналом.
Коефіцієнт посилення синфазного сигналу це відношення значення синфазного сигналу до еквівалентної різниці напруг, яку потрібно подати на вхід диференційного підсилювача, щоб викликати таку саму зміну вихідного сигналу, його міряють в децибелах.
Чим значення цього коефіцієнту більше, тим підсилювач кращий.
Цей підсилювач підсилює тільки різницю Uвх1 і Uвх2
