Οι επιχειρησιακοί ενισχυτές είναι βασικά συστατικά στην επεξεργασία αναλογικών σημάτων. Χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία κυκλωμάτων που εκτελούν μαθηματικές λειτουργίες όπως ολοκλήρωση και διαφοροποίηση. Η κατανόηση του τρόπου κατασκευής και ανάλυσης αυτών των κυκλωμάτων είναι θεμελιώδης για τον ηλεκτρονικό σχεδιασμό και την ανάλυση.

Κατασκευή κυκλωμάτων ολοκληρωτών

Ένα κύκλωμα ολοκληρωτών παράγει έξοδο ανάλογη προς το αναπόσπαστο του σήματος εισόδου. Συνήθως χρησιμοποιεί έναν λειτουργικό ενισχυτή με αντιστάτη και πυκνωτή συνδεδεμένο σε συγκεκριμένη διαμόρφωση.

Το σήμα εισόδου εφαρμόζεται μέσω ενός αντιστάτη στην αναστροφή εισόδου του op-amp. Ένας πυκνωτής συνδέεται μεταξύ της εξόδου και της εισόδου αντιστροφής. Η μη αναστροφή εισόδου είναι γειωμένη. Αυτή η ρύθμιση προκαλεί την τάση εξόδου να είναι ανάλογη με το αναπόσπαστο της τάσης εισόδου με την πάροδο του χρόνου.

Κατασκευή κυκλωμάτων διαφοροποιητών

Ένα κύκλωμα διαφοροποιητή παράγει τάση ανάλογη με το ρυθμό αλλαγής του σήματος εισόδου. Χρησιμοποιεί επίσης έναν λειτουργικό ενισχυτή με αντιστάτη και πυκνωτή αλλά σε διαφορετική διαμόρφωση από τον ενσωματωμένο.

Το σήμα εισόδου τροφοδοτείται μέσω πυκνωτή στην αναστροφή εισόδου του op-amp. Ένας αντιστάτης συνδέει την έξοδο με την αναστροφή εισόδου. Η μη αναστροφή εισόδου είναι γειωμένη. Αυτή η ρύθμιση προκαλεί την τάση εξόδου να είναι ανάλογη με το παράγωγο της τάσης εισόδου.

Συμπεριφορά Αναλύοντας το Κύκλωμα

Η συμπεριφορά των ολοκληρωτών και των κυκλωμάτων διαχωριστών μπορεί να γίνει κατανοητή μέσω των λειτουργιών μεταφοράς τους. Η λειτουργία μεταφοράς του εντεταιστή είναι αντιστρόφως ανάλογη της συχνότητας, καθιστώντας την κατάλληλη για σήματα χαμηλής συχνότητας. Αντίθετα, η λειτουργία μεταφοράς του διαχωριστή είναι άμεσα ανάλογη της συχνότητας, καθιστώντας την να ανταποκρίνεται σε σήματα υψηλής συχνότητας.

Και τα δύο κυκλώματα είναι ευαίσθητα στο θόρυβο και απαιτούν κατάλληλες σχεδιαστικές εκτιμήσεις, όπως η προσθήκη αντιστάσεων για τον περιορισμό του κέρδους υψηλής συχνότητας ή η χρήση φίλτρων για τη σταθεροποίηση της εξόδου.

Εφαρμογές

Τα κυκλώματα Ολοκληρωτών και Διαχωριστών χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας κυματομορφών, της επεξεργασίας σήματος και των συστημάτων ελέγχου.