Operativa förstärkare är viktiga komponenter i analog signalbehandling. De används för att skapa kretsar som utför matematiska operationer som integration och differentiering. Förstå hur man konstruerar och analyserar dessa kretsar är grundläggande för elektronikdesign och analys.
Bygga Integrator Circuits
En integratorkrets producerar en produktion som är proportionell mot ingångssignalens integrala. Den använder vanligtvis en operativ förstärkare med ett motstånd och en kondensator ansluten i en specifik konfiguration.
Ingångssignalen tillämpas genom ett motstånd mot inverteringsinmatningen av op-amp. En kondensator är kopplad mellan utgången och inverteringsinmatningen. Den icke-inverterande ingången är jordad. Denna inställning orsakar utgångsspänningen att vara proportionell mot ingångsspänningens integrala över tiden.
Bygga differenterentiatorkretsar
En differentiatorkrets utgår en spänning proportionell till graden av förändring av ingångssignalen. Den använder också en operativ förstärkare med motstånd och kondensator men i en annan konfiguration från integratören.
Ingångssignalen matas genom en kondensator till inverteringsinmatningen av op-amp. En motståndare ansluter utgången till inverteringsinmatningen. Den icke-inverterande ingången är jordad. Denna konfiguration orsakar utgångsspänningen att vara proportionell mot derivatet av ingångsspänningen.
Analysera kretsbeteende
Integratörens och differentiatorkretsarnas beteende kan förstås genom sina överföringsfunktioner. Integratörens överföringsfunktion är omvänt proportionell mot frekvensen, vilket gör den lämplig för lågfrekventa signaler. Omvänt är differentiatorns överföringsfunktion direkt proportionell mot frekvensen, vilket gör den responsiv mot högfrekventa signaler.
Båda kretsarna är känsliga för buller och kräver korrekta design överväganden, såsom att lägga till motstånd för att begränsa högfrekventa vinst eller använda filter för att stabilisera utgången.
Ansökningar
Integrator- och differentiatorkretsar används i olika applikationer, inklusive vågformsgenerering, signalbehandling och kontrollsystem. De är grundläggande för att utforma filter, oscillatorer och analoga datorer.