Operativforsterkere er viktige komponenter i analog signalbehandling. De brukes til å skape kretser som utfører matematiske operasjoner som integrasjon og differensiering. Forstå hvordan man konstruerer og analyserer disse kretsene er grunnleggende for elektronikkdesign og analyse.

Konstruere integratorkretser

En integratorkrets gir en utgangsproporsjonal utgangseffekt som er integrert i inngangssignalet. Den bruker typisk en operasjonell forsterker med en motstands- og kondensator som er forbundet i en bestemt konfigurasjon.

Inngangssignalet påføres gjennom en motstands-motstand til den inverterende inngangen til op-ampen. En kondensator er forbundet mellom utgangs- og inverteringsinngangen. Den ikke-inverterende inngangen er jordet. Denne innstillingen fører til at utgangsspenningen er proporsjonell med integrasjonen av inngangsspenningen over tid.

Konstruere differensiatorkretser

En differentiatorkrets utgir en spenning proporsjonal med hastigheten av endring av inngangssignalet. Den bruker også en operasjonell forsterker med en motstands- og kondensator, men i en annen konfigurasjon fra integratoren.

Inngangssignalet mates gjennom en kondensator til inverteringsinngangen til op-forsterkeren. En motstand forbinder utgangen til inverteringsinngangen. Den ikke-inverterende inngangen er jordet. Denne konfigurasjonen fører til at utgangsspenningen er proporsjonell med derivatet av inngangsspenningen.

Analysere kretsadferd

Atferden til integrator og differentiatorkretser kan forstås gjennom deres overføringsfunksjoner. Integratorens overføringsfunksjon er omvendt proporsjonal med frekvens, noe som gjør det egnet for lavfrekvente signaler. Omvendt er differentiatorens overføringsfunksjon direkte proporsjonal med frekvens, noe som gjør det responsivt mot høyfrekvente signaler.

Begge kretsene er følsomme for støy og krever riktige konstruksjonshensyn, slik som å tilsette motstandsmotstander for å begrense høyfrekvente gevinster eller ved å bruke filtre for å stabilisere utgangen.

Søknader

Integrator- og differensiatorkretser brukes i ulike bruksområder, inkludert bølgeformgenerasjon, signalbehandling og styresystemer. De er grunnleggende i å designe filtre, oscillatorer og analoge datamaskiner.