Операционные усилители и схемы на их основе

Операционные усилители широко применяются в электронике, радиотехнике, в системах автоматического регулирования и управления.

На основе операционных усилителей выполняются типовые усилители с разными коэффициентами усиления, интеграторы, сумматоры и дифференцирующие звенья.

Операционный усилитель представляет собой усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления по напряжению (десятки и сотни тысяч). Динамические свойства усилителя таковы, что он может быть замкнутым 100%-ной отрицательной обратной связью через резистор или конденсатор без потери устойчивости (без генерации) в замкнутом состоянии.

Передаточная функция усилителя, замкнутого обратной связью (рис.1.9.2) при большом коэффициенте усиления, может быть точно представлена в виде

. (1.9.6)

Рис.1.9.2. Типовые звенья САР на операционных усилителях:
а - обобщенная схема; б - умножитель на число;
в - интегратор; г - дифференцирующее звено;
д - сумматор

Отсюда для построения усилителя со стабильным коэффициентом усиления необходимо воспользоваться схемой рис. 1.9.2,б. Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов R₁ и R₀

. (1.9.7)

Идеальный интегратор можно построить по схеме рис. 1.9.2,в. Передаточная функция в этом случае будет иметь вид:

. (1.9.8)

Идеальное дифференцирующее звено можно построить по схеме рис. 1.9.2,г. Передаточная функция будет выглядеть следующим образом:

W₃(P) = - K₃P = - RCP = - TP. (1.9.9)