Amplificator operational proportional

Amplificator operational proportional

1.Amplificator proportional inversor

Schema de principiu (de curent alternativ) este reprezentata in figura 1.Semnalul se aplica pe borna notata (-) iar borna notata (+) este legata la masa.

Aplicand teorema I a lui Kirchhoff in jurul nodului de intrare se obtine relatia:

unde este curentul dat de tensiunea aplicata la intrarea (-)

  curentul de reactie, ce apare prin bucla deschisa formata de rezistenta

Figura 1.Amplificator proportional inversor

este curentul prin intrarea amplificatorului operational.

Deoarece deci dar

deoarece

.Se obtine astfel

si deci

Se observa ca semnul (-) indicand ca tensiunea de iesire este in opozitie de faza cu cea de intrare.

Unele proprietati ale amplificatoarelor operationale se pot deduce din aceasta relatie. Astfel

Inmultirea cu o constanta. Punand conditia

,  k>1 se obtine

Impartirea cu o constanta. Daca

, k>1 atunci

deci tensiunea de iesire este o fractiune a tensiunilor de intrare.

Circuit repetor. Pentru avem

Se observa ca prin montarea in cascada a unui numar de amplificatoare operationale, se pot obtine tensiuni in faza ce cea de intrare.

Circuit sumator. In cazul cand la intrarea inversoare se aplica mai multe tensiuni, prin intermediul unor rezistente, la iesire se obtine un semnal in antifaza, proportional cu suma lor. In schema din figura 2 se pot scrie relatiile urmatoare aplicand prima teorema a lui Kirchhoff in jurul nodului A

dar

Figura 2 Amplificator operational inversor sumator

Presupunand, pentru simplificare

rezulta

2.Amplificator proportional neinversor

In acest caz semnalul se aplica pe borna cu (+) .Schema amplificatorului este reprezentata in figura 3. In acest caz, pentru a deduce valoarea amplificarii se observa ca tensiunea intre borna A si masa se obtine tensiunea de iesire astfel

Dar, deoarece , atunci deci ( reprezinta tensiune de intrare). In acest caz .

Notand

se observa ca semnalul de iesire este in faza cu cel de intrare.

Proprietatile acestui amplificator se pot deduce ca si in cazul celui inversor din formula amplificar Se observa ca el nu poate diviza deoarece , decat in cazul in care una dintre rezistentele se inlocuieste cu un dispozitiv ce prezinta o rezistenta Figura 3.Amplificator proportional neinversor  negativa (dioda tunel).

Cu elemente fizice obisnuite el poate realiza urmatoarele:

Inmultirea cu o constanta. Se pune conditia:

Atunci

Sumator. Pe circuitul din figura 4 se pot stabili urmatoarele relatii

.

In jurul nodului B aplicand prima teorema a lui Kirchhoff obtinem

Figura 4.Amplificator proportional neinversor sumator

in care

Inlocuind, obtinem

Pentru simplificare presupunem ca gasim

Dar si deci

si daca :

Se observa ca la iesire s-a obtinut suma tensiunilor aplicate la intrare in aceiasi faza-

Pentru a functiona in curent alternativ, amplificatorul operational trebuie sa fie prevazut cu condensatoare pe circuitele de semnal sau pe cele de reactie, dupa scopul urmarit. Obtinerea unei amplificari liniare impune alegerea judicioasa a valorilor condensatoarelor folosite.