Operatiiviset vahvistimet ovat analogisten signaalien käsittelyn olennaisia osia. Niitä käytetään luomaan piirejä, jotka suorittavat matemaattisia toimintoja, kuten integrointia ja eriyttämistä. Näiden piirien rakentamisen ja analysoinnin ymmärtäminen on olennaista elektroniikan suunnittelussa ja analysoinnissa.

Muodostetaan integrointipiirit

Integraattoripiiri tuottaa tulosignaalin integraaliin suhteutetun ulostulon. Se käyttää tyypillisesti toiminnallista vahvistinta, jossa on resistentti ja kondensaattori kytkettynä tiettyyn konfiguraatioon.

Signaalia käytetään op-ampun käänteissyötteen kautta. Kondensaattori on kytketty ulostulon ja invertoinnin sisääntulon välille. Muuntosyöte on maadoitettu. Tämä asetus aiheuttaa lähtöjännitteen olevan verrannollinen tulojännitteen integraatioon ajan myötä.

Muodostetaan differentiaattorin virtapiirit

Differentiaattoripiiri tuottaa jännitettä suhteessa tulosignaalin muutosnopeuteen. Se käyttää myös toiminnallista vahvistinta, jossa on resistentti ja kondensaattori, mutta eri konfiguraatiossa kuin integraattorissa.

Signaali syötetään kondensaattorin kautta op-ampin käänteiseen tuloon. Vastus kytkee ulostulon invertoinnin syöttöön. Muunnon tulo on maadoitettu. Tämä konfiguraatio aiheuttaa lähtöjännitteen olevan verrannollinen tulojännitteen johdannaiseen.

Analysoidaan virtapiirin käyttäytymistä

Integraattorin ja eriyttäjäpiirien käyttäytyminen voidaan ymmärtää niiden siirtotoiminnoilla. Integraattorin siirtotoiminto on käänteisesti verrannollinen taajuuteen, jolloin se soveltuu matalataajuisiin signaaleja. Toisaalta erottimen siirtotoiminto on suoraan verrannollinen taajuuteen, jolloin se reagoi korkeataajuisiin signaaleja.

Molemmat piirit ovat herkkiä melulle ja vaativat asianmukaisia suunnittelunäkökohtia, kuten vastuksia, joilla rajoitetaan suuren taajuuden nousua, tai suodattimia, joilla stabiloidaan ulostulo.

Hakemukset

Integraattori- ja erottimet piirit käytetään eri sovelluksissa, kuten aaltomuodon luominen, signaalinkäsittely, ja ohjausjärjestelmät. Ne ovat olennaisia suunnittelussa suodattimet, oskillaattorit, ja analoginen tietokoneet.