Operacioni pojacavaci

7/23/2019 Operacioni pojacavaci

http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 1/20

POJAČAVAČI

Cilj predavanja:Upoznavanje sa osnovnim konceptima u analizi pojačavača i

sticanje pregleda o primeni pojačavača u elektronici

Uvod u elektroniku

13Е041UE



Šta je pojačavač?

• Sistem za pojačavanje električnog signala

Simbol pojačavača

Česta konfiguracija: Pojačavač kodkoga su jedan priključak ulaznogporta i jedan priključak izlaznogporta vezani na isti potencijal (masu)



Povezivanje pojačavača

• Izvor signala (source) se povezuje na ulaz pojačavača

– Komponenta ili uređaj koji generiše signal (mikrofon, razni

senzori (temperature, osvetljaja, pritiska...), generator

električnih signala, drugo električno kolo)• Potrošač (load ) se povezuje na izlaz pojačavača

– Komponenta ili uređaj koji prima pojačan signal (zvučnik, merni instrument (osciloskop), drugo električno kolo)



Pojačanje i linearnost •

Odnos vrednosti izlaznog i vrednosti ulaznog signala• Ako su ulazni i izlazni signali napon, važi sledeća veza:

gde je A pojačanje pojačavača.

•

Kako je A konstanta, veza između ulaznog i izlaznogsignala je linearna i pojačavači sa ovakvom osobinom senazivaju linearnim pojačavačima

• Nelinearni pojačavači su pojačavači kod kojih je zavisnostizlaznog od ulaznog signala nelinearna (npr, ako se A

menja u zavisnosti od amplitude ulaznog signala)• Svi realni pojačavači su nelinearni, ali ih mi pod

određenim uslovima ili za određene primene možemo smatrati linearnim

)()( t v At v inout



Ulazna i izlazna otpornost

• Ulazna otpornost je otpornost koja se vidi na ulaznim

priključcima pojačavača – Ri (input resistance)

• Izlazna otpornost je otpornost koja se vidi na izlaznim

priključcima pojačavača – Ro (output resistance)• Primer: naponski pojačavač ulazne otpornosti Ri i izlazne

otpornosti Ro



Napajanje pojačavača

• Jednosmerni izvor napajanja

• Energija signala se povećava jer pojačavač crpi energiju iz

jednosmernog izvora

• Bez napajanja pojačavači su obični potrošači čija je otpornost

jednaka ulaznoj otpornosti!

Dvostruko napajanje pojačavača sa dve baterije Jednostruko napajanje sa jednom baterijom



Podela pojačavača (prema tipu ulaznih i izlaznih signala)

• Naponski pojačavač

• Strujni pojačavač

Av– naponsko pojačanje

Ai – strujno pojačanje

Oznaka O u indeksu sa slike znači da je to pojačanje

pri otvorenoj vezi na izlazu (O pen-circuit )

Oznaka S u indeksu pojačanja sa slike znači da je topojačanje pri kratkom spoju na izlazu (Short-circuit )

V

V

i

o

vov

v A

A

A

i

o

is

i

i A

Neimenovan broj

Neimenovan broj



A

V

i

o

mi

v R

SVA

i

om

v i G

Podela pojačavača (prema tipu ulaznih i izlaznih signala)

• Transkonduktansni pojačavač

• Transrezistansni pojačavač

Gm – transkonduktansa

Rm – transrezistansa

Ima dimenzijuprovodnosti

Ima dimenziju

otpornosti



Realno pojačanje i pojačanje snage

• Pojačanje kada na ulaz nije priključen idealannaponski/strujni izvor i kada je na izlaz vezan potrošač

• Primer: Naponski pojačavač

• Pojačanje snage: odnos snage izlaznog i snage ulaznogsignala:

si

i

si

RR

Rv v

oL

L

i vooRR

Rv Av

si

i

oL

L

vo

s

o

v RR

R

RR

R A

v

v A

i v

i i

oo

i

o A A

i v

i v

p

pG



Podela pojačavača (prema načinu realizacije)

• Diskretni pojačavači

– pojačavači od diskretnih

komponenti (tranzistora,

otpornika, kondenzatora)

• Integrisani pojačavači

– pojačavači napravljeni od

komponenti integrisanih u

čip



Operacioni pojačavač • Najvažniji element u analognoj obradi signala

• Sastoji se od nekoliko pojačavača različitih konfiguracijanapravljenih od tranzistora

• Dobar operacioni pojačavač ima veliko naponsko

pojačanje, veliku ulaznu i malu izlaznu otpornost• Nekada su pravljeni od diskretnih elemenata

• Danas su to integrisanana kola i zbog toga su vrlo

pouzdani sa relativno niskom cenom

Simbol operacionog pojačavača



Idealni operacioni pojačavač

• Ima beskonačnu ulaznu i nultu izlaznu otpornost • Ima beskonačno pojačanje

• Beskonačna ulaznaotpornost uzrokujeda su ulazne struje

jednake nuli• Ako je pojačanje

beskonačno, da binapon na izlazu biokonačan, razlika

signala na ulazumora biti jednakanuli!

• Zbog toga je v 1=v 2



• Invertuje ulazni signal, pojačanje određeno otporostima u kolu

Kola sa operacionim pojačavačima - invertujući pojačavač -

1

2

R

R A

v

1

1

Ri

v R I

i 0

oR



• pozitivno pojačanje veće od 1, ulazna otpornost beskonačna, izlazna otpornost jednaka nuli

Kola sa operacionim pojačavačima - neinvertujući pojačavač -

1

21R

R A

v

i

R

0o

R



• Pojačanje jednako 1, ulazna otpornost beskonačna, izlazna

otpornost jednaka nuli

• Vrlo korisno ako želimo napon iz nekog kola da dovedemo da

ulaz nekog drugog kola male ulazne otpornosti, a da ne

poremetimo struje i napone u prvom kolu

Kola sa operacionim pojačavačima - jedinični bafer -



• Ulazne struje se sabiraju i sve zajedno čine struju i koja prolazi

kroz otpornik između invertujućeg i izlaznog priključka čime se

dobija efekat sabiranja ulaznih napona skaliranih sa −R f /Rk , gde

je k=1,2,...,n

Kola sa operacionim pojačavačima - sabirač -



• Struja i napon na kondenzatoru su vezani diferencijalnomvezom, a kako ista struja prolazi i kroz otpornik i kondenzator,

dobija se da je izlazni napon srazmeran diferenciranom

ulaznom naponu

Kola sa operacionim pojačavačima - diferencijator -



• Obrnut efekat od diferencijatora je postignut samo zamenom

mesta otpornika i kondenzatora

• V C je integraciona konstanta i jednaka je naponu v O u trenutku 0

Kola sa operacionim pojačavačima - integrator -



• Pojačava razliku ulaznih napona

Kola sa operacionim pojačavačima - diferencijalni pojačavač -

12

1

2IIO

v v RRv



Pitanja

• Šta je pojačanje pojačavača? Kada je pojačavač linearan a kada nelinearan?

• Kakvo je napajanje pojačavača? Nacrtati dva primera povezivanja napajanja na pojačavač.

• Kako se dele pojačavači na osnovu tipa ulaznih i izlaznih signala? Nacrtati ekvivalentne šeme

za sve navedene tipove pojačavača.

• Za transkonduktansni pojačavač sa slikeizvesti realnu transkonduktansu G

mr

• Nacrtati simbol operacionog pojačavača. Koje su osobine realnog, a koje idealnog

operacionog pojačavača?

• Nacrtati šemu neinvertujućeg pojačavača sa operacionim pojačavačem i izvesti izraz za

naponsko pojačanje. Smatrati da je OP idealan.

• Nacrtati šemu invertujućeg pojačavača sa operacionim pojačavačem i izvesti izraze za

naponsko pojačanje, ulaznu i izlaznu otpornost. Smatrati da je OP idealan.

• Nacrtati šemu itegratora sa operacionim pojačavačem i izvesti izraz za izlazni napon u funkciji

ulaznog napona i elemenata u kolu. Smatrati da je OP idealan.

• *Nacrtati šemu diferencijalnog pojačavača i izvesti izraz za izlazni napon u zavisnosti od

ulaznih napona i elemenata u kolu. Smatrati da je OP idealan.

Documents

Operacioni pojacavaci