Condiții generale pentru amplificatorul operațional

• Amplificatorul operațional (A.O.) poate fi un amplificator ideal cu câștig și lățime de bandă infinite, atunci când este utilizat în modul Open-loop (buclă deschisă) cu câștiguri DC tipice de peste 100.000 sau 100 dB.

• Construcția de bază a A.O. este de un dispozitiv cu 3 terminale, cu 2 intrări și o ieșire (cu excepția conexiunilor de alimentare).

• Un A.O. funcționează cu o sursă dublă, pozitivă (+V) și negativă (-V) corespunzătoare, sau poate funcționa cu o singură tensiune de alimentare DC.

• Cele două legi principale asociate cu A.O. sunt: că are o impedanță de intrare infinită (Z = ∞) rezultând în "Nici un curent nu curge în cele două intrări" și tensiunea offset de intrare zero V1 = V2.

• Un A.O. are și impedanță zero de ieșire, (Z = 0).

• A.O. detectează diferența dintre semnalele de tensiune aplicate la cele două terminale de intrare și apoi o înmulțesc cu un câștig predeterminat, (A).

• Acest câștig (A) este adesea raportat ca un "câștig în buclă deschisă" al amplificatorului.

• Închiderea buclei deschisă prin conectarea unei componente rezistive sau reactive între ieșirea și un terminal de intrare al A.O. reduce foarte mult și controlează acest câștig în buclă deschisă.

• A.O. pot fi conectate în două configurații de bază, Inversor și Neinversor.

Cele două circuite de amplificatoare operaționale de bază

• Pentru feedback negativ, unde tensiunea de feedback este în "anti-fază" cu intrarea, câștigul total al amplificatorului este redus.

• Pentru feedback pozitiv, unde tensiunea de feedback este în "fază" cu intrarea, câștigul global al amplificatorului este crescut.

• Prin conectarea ieșirii direct la terminalul de intrare negativă, este obținută o reacție de 100% rezultând un circuit repetor de tensiune (buffer) cu un câștig constant de 1 (unitate).

• Schimbând rezistorul de feedback fix (Rƒ) cu un potențiometru, circuitul va avea câștig reglabil.

Câștigul A.O.

• Câștigul în buclă deschisă numit Gain Bandwidth Product sau (GBP) - produsul câștig-lățime de bandă - poate fi foarte ridicat și este o măsură a cât de bun este un amplificator.

• GBP foarte mare face un circuit A.O. instabil, deoarece un microvolt semnal de intrare determină tensiunea de ieșire să se balanseze în saturație.

• Prin utilizarea unui rezistor de feedback adecvat, (Rƒ) câștigul total al amplificatorului poate fi controlat cu precizie.

Amplificatorul diferențial și sumator

• Prin adăugarea mai multor rezistoare de intrare la intrările inversoare sau neinversoare pot fi făcute Sumatoare de tensiuni.

• A.O. repetoare de tensiune pot fi adăugate la intrările amplificatoarelor diferențiale pentru a produce amplificatoare de instrumentație de înaltă impedanță.

• Amplificatorul diferențial produce o ieșire care este proporțională cu diferența dintre cele două tensiuni de intrare.

Circuit de amplificator operațional diferențiator și integrator

• Amplificatorul integrator produce o ieșire care este operația matematică de integrare.

• Amplificatorul diferențiator produce o ieșire care este operația matematică de diferențiere.

• Ambele amplificatoare, integrator și diferențiator, au un rezistor și un condensator conectate peste A.O. și sunt afectate de constanta de timp RC.

• În forma lui de bază, amplificatorul de diferențiere suferă de instabilitate și zgomot, dar pot fi adăugate componente suplimentare pentru a reduce câștigul în buclă închisă total.