Функціональні підсилювачі є важливими компонентами в аналоговій обробці сигналів. Вони використовуються для створення схем, які виконують математичні операції, такі як інтеграція та диференціація. Розуміння того, як побудувати та аналізувати ці схеми є фундаментальними для проектування та аналізу електроніки.

Конструювання інтеграторів

Інтеграторний контур виробляє вихідний пропорційний інтегру вхідного сигналу. Зазвичай він використовує оперативний підсилювач з резистором і конденсатором, підключеним в певну конфігурацію.

Вхідного сигналу наноситься крізь резистор до інвертації введення op-amp. Конденсатор підключений між вихідним і вхідним вхідом. Неперетворний вхід заземлюється. Ця установка викликає вихідну напругу, щоб бути пропорційним інтегру вхідної напруги з часом.

Конструювання диференціаторів

Дифереторний контур виводить пропорційну напругу до швидкості зміни сигналу введення. Він також використовує оперативний підсилювач з резистором і конденсатором, але в іншій конфігурації від інтегратора.

Вхідного сигналу продається через конденсатор до інвертації введення в офф-пам. Резистор з'єднує вихід до інвертує введення. Неперетворний вхід заземлюється. Ця конфігурація викликає вихідну напругу, щоб бути пропорційними до похідної вхідної напруги.

Аналіз ланцюга Behavior

Поведінка інтеграторів і диференціаторів може бути зрозуміла через їх функції передачі. Функція передачі інтегратора є неперервною пропорційною частотою, що робить його придатним для низькочастотних сигналів. Зовні, функція передачі диференціатора безпосередньо пропорційна частоті, що робить його чутливим до високочастотних сигналів.

Обидві схеми чутливі до шуму і вимагають належних дизайнерських розглядів, таких як додавання резисторів для обмеження високочастотного наросту або використання фільтрів для стабілізації виходу.

Заяви

Інтегратор і диференціаторні схеми використовуються в різних додатках, включаючи покоління хвиль, обробки сигналів і систем управління. Вони є фундаментальними в розробці фільтрів, коливань і аналогових комп'ютерів.