Předměty:
- Představení operačního zesilovače
- Invenční zesilovač
- Neinvenční zesilovač
- Diferenční / Diferenciální zesilovač
- Výbava zásob
Představení operačního zesilovače:
Operační zesilovač znamená operační zesilovač; v holandštině to znamená: operační zesilovač. Operační zesilovače se používají v integrovaných obvodech (jako jsou desky s plošnými spoji v počítačích) s velmi vysokým faktorem zesílení, který zesiluje vstupní napětí (např. senzoru). Zesílený signál je pak vhodný jako vstupní signál pro řídicí zařízení, jako je ECU. Faktor zesílení může být až 100.000 XNUMX a více.
Zesilovací faktor lze snížit použitím rezistorů, takže výstupní napětí nikdy nemůže překročit (dříve) maximální hodnotu.
Obrázek ukazuje symbol operačního zesilovače. Často se vynechávají spojení VS + a VS –.
Když na operačním zesilovači vznikne rozdíl napětí a napětí na + je větší než na -, výstupní napětí se zesílí. Naopak, když je – větší než +, výstupní napětí je záporně zesíleno. To může být vědomě použito se zesilovačem podle vynálezu. Se zesilovačem podle vynálezu bude výstupní napětí záporné. Znaménka plus a mínus na obrázku operačního zesilovače se budou také střídat. Jak je nyní operační zesilovač znázorněn, jedná se o zesilovač bez vynálezu. Výstupní napětí bude kladné.
Vynalézání operačního zesilovače:
Kladný vstup operačního zesilovače je spojen se zemí. Kladné napětí je tedy vždy 0. Hodnoty odporu určují faktor zesílení (A). Napětí „U in“ může být signál snímače, který je zesílen do ECU, která je připojena k výstupu U out.
S vynalezeným operačním zesilovačem lze zesilovací faktor vypočítat podle následujícího vzorce:
Nyní následuje příklad výpočtu s U in = 1 Volt a U in = 4 Volty. Násobením zlomků do kříže se napětí U in násobí zesilovacím činitelem. Tím se vypočítá výstupní napětí (U out).
Když se faktor zesílení zvýší (například na 100), uvidíte, že s minimálním zvýšením U in se U out velmi rychle zvýší. Nikdy nezapomeňte, že výstupní napětí vynalezeného operačního zesilovače je záporné.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Nevynalézavý operační zesilovač:
Porovnejte nevynalézající operační zesilovač s vynalézavým operačním zesilovačem. Rozdíl je v tom, jak název napovídá, že tento operační zesilovač nevynalézá (nepřevrací) napětí. Výstupní napětí je tedy kladné. Následující výpočet provedeme jednoduchým způsobem, a to vynásobením zesilovacího faktoru A vstupním napětím.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Rozdíl / Diferenciální zesilovač:
Rozdílový/diferenční zesilovač porovnává 2 vstupní signály (U v 1 a U v 2) a poté je zesílí. Níže uvedený obrázek porovnává napětí U v 1 a U v 2. Jedná se o 2 a 4 volty. Rozdíl mezi nimi je 2 volty. To je zesíleno faktorem zesílení, který závisí na hodnotách odporu R1 a R2:
U v 1 = 2 volty
U v 2 = 4 volty
R1 = 10 kΩ
R2 = 20 kΩ
R3 = 10 kΩ
R4 = 20 kΩ
Přidavač zásob:
Výpočet sčítačky podle vynálezu lze provést dvěma způsoby. Nejjednodušší způsob je, pokud všechny rezistory R2, R1 a R2 mají stejné hodnoty odporu jako v příkladu (způsob 3). Pokud jsou tyto odpory navzájem nerovné (např. R2 má jinou hodnotu než R1 a R2), měla by být použita metoda 3:
U v 1 = 0,1 volty
U v 2 = 0,2 volty
U v 3 = 0,3 volty
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Způsob 1 (R1, R2 a R3 nejsou stejné)
Způsob 2 (R1, R2 a R3 jsou stejné)
