Operacioni pojacavaci
-
Upload
kristinaavramovic -
Category
Documents
-
view
244 -
download
0
Transcript of Operacioni pojacavaci
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 1/20
POJAČAVAČI
Cilj predavanja:Upoznavanje sa osnovnim konceptima u analizi pojačavača i
sticanje pregleda o primeni pojačavača u elektronici
Uvod u elektroniku
13Е041UE
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 2/20
Šta je pojačavač?
• Sistem za pojačavanje električnog signala
Simbol pojačavača
Česta konfiguracija: Pojačavač kodkoga su jedan priključak ulaznogporta i jedan priključak izlaznogporta vezani na isti potencijal (masu)
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 3/20
Povezivanje pojačavača
• Izvor signala (source) se povezuje na ulaz pojačavača
– Komponenta ili uređaj koji generiše signal (mikrofon, razni
senzori (temperature, osvetljaja, pritiska...), generator
električnih signala, drugo električno kolo)• Potrošač (load ) se povezuje na izlaz pojačavača
– Komponenta ili uređaj koji prima pojačan signal (zvučnik, merni instrument (osciloskop), drugo električno kolo)
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 4/20
Pojačanje i linearnost •
Odnos vrednosti izlaznog i vrednosti ulaznog signala• Ako su ulazni i izlazni signali napon, važi sledeća veza:
gde je A pojačanje pojačavača.
•
Kako je A konstanta, veza između ulaznog i izlaznogsignala je linearna i pojačavači sa ovakvom osobinom senazivaju linearnim pojačavačima
• Nelinearni pojačavači su pojačavači kod kojih je zavisnostizlaznog od ulaznog signala nelinearna (npr, ako se A
menja u zavisnosti od amplitude ulaznog signala)• Svi realni pojačavači su nelinearni, ali ih mi pod
određenim uslovima ili za određene primene možemo smatrati linearnim
)()( t v At v inout
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 5/20
Ulazna i izlazna otpornost
• Ulazna otpornost je otpornost koja se vidi na ulaznim
priključcima pojačavača – Ri (input resistance)
• Izlazna otpornost je otpornost koja se vidi na izlaznim
priključcima pojačavača – Ro (output resistance)• Primer: naponski pojačavač ulazne otpornosti Ri i izlazne
otpornosti Ro
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 6/20
Napajanje pojačavača
• Jednosmerni izvor napajanja
• Energija signala se povećava jer pojačavač crpi energiju iz
jednosmernog izvora
• Bez napajanja pojačavači su obični potrošači čija je otpornost
jednaka ulaznoj otpornosti!
Dvostruko napajanje pojačavača sa dve baterije Jednostruko napajanje sa jednom baterijom
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 7/20
Podela pojačavača (prema tipu ulaznih i izlaznih signala)
• Naponski pojačavač
• Strujni pojačavač
Av– naponsko pojačanje
Ai – strujno pojačanje
Oznaka O u indeksu sa slike znači da je to pojačanje
pri otvorenoj vezi na izlazu (O pen-circuit )
Oznaka S u indeksu pojačanja sa slike znači da je topojačanje pri kratkom spoju na izlazu (Short-circuit )
V
V
i
o
vov
v A
A
A
i
o
is
i
i A
Neimenovan broj
Neimenovan broj
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 8/20
A
V
i
o
mi
v R
SVA
i
om
v i G
Podela pojačavača (prema tipu ulaznih i izlaznih signala)
• Transkonduktansni pojačavač
• Transrezistansni pojačavač
Gm – transkonduktansa
Rm – transrezistansa
Ima dimenzijuprovodnosti
Ima dimenziju
otpornosti
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 9/20
Realno pojačanje i pojačanje snage
• Pojačanje kada na ulaz nije priključen idealannaponski/strujni izvor i kada je na izlaz vezan potrošač
• Primer: Naponski pojačavač
• Pojačanje snage: odnos snage izlaznog i snage ulaznogsignala:
si
i
si
RR
Rv v
oL
L
i vooRR
Rv Av
si
i
oL
L
vo
s
o
v RR
R
RR
R A
v
v A
i v
i i
oo
i
o A A
i v
i v
p
pG
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 10/20
Podela pojačavača (prema načinu realizacije)
• Diskretni pojačavači
– pojačavači od diskretnih
komponenti (tranzistora,
otpornika, kondenzatora)
• Integrisani pojačavači
– pojačavači napravljeni od
komponenti integrisanih u
čip
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 11/20
Operacioni pojačavač • Najvažniji element u analognoj obradi signala
• Sastoji se od nekoliko pojačavača različitih konfiguracijanapravljenih od tranzistora
• Dobar operacioni pojačavač ima veliko naponsko
pojačanje, veliku ulaznu i malu izlaznu otpornost• Nekada su pravljeni od diskretnih elemenata
• Danas su to integrisanana kola i zbog toga su vrlo
pouzdani sa relativno niskom cenom
Simbol operacionog pojačavača
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 12/20
Idealni operacioni pojačavač
• Ima beskonačnu ulaznu i nultu izlaznu otpornost • Ima beskonačno pojačanje
• Beskonačna ulaznaotpornost uzrokujeda su ulazne struje
jednake nuli• Ako je pojačanje
beskonačno, da binapon na izlazu biokonačan, razlika
signala na ulazumora biti jednakanuli!
• Zbog toga je v 1=v 2
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 13/20
• Invertuje ulazni signal, pojačanje određeno otporostima u kolu
Kola sa operacionim pojačavačima - invertujući pojačavač -
1
2
R
R A
v
1
1
Ri
v R I
i 0
oR
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 14/20
• pozitivno pojačanje veće od 1, ulazna otpornost beskonačna, izlazna otpornost jednaka nuli
Kola sa operacionim pojačavačima - neinvertujući pojačavač -
1
21R
R A
v
i
R
0o
R
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 15/20
• Pojačanje jednako 1, ulazna otpornost beskonačna, izlazna
otpornost jednaka nuli
• Vrlo korisno ako želimo napon iz nekog kola da dovedemo da
ulaz nekog drugog kola male ulazne otpornosti, a da ne
poremetimo struje i napone u prvom kolu
Kola sa operacionim pojačavačima - jedinični bafer -
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 16/20
• Ulazne struje se sabiraju i sve zajedno čine struju i koja prolazi
kroz otpornik između invertujućeg i izlaznog priključka čime se
dobija efekat sabiranja ulaznih napona skaliranih sa −R f /Rk , gde
je k=1,2,...,n
Kola sa operacionim pojačavačima - sabirač -
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 17/20
• Struja i napon na kondenzatoru su vezani diferencijalnomvezom, a kako ista struja prolazi i kroz otpornik i kondenzator,
dobija se da je izlazni napon srazmeran diferenciranom
ulaznom naponu
Kola sa operacionim pojačavačima - diferencijator -
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 18/20
• Obrnut efekat od diferencijatora je postignut samo zamenom
mesta otpornika i kondenzatora
• V C je integraciona konstanta i jednaka je naponu v O u trenutku 0
Kola sa operacionim pojačavačima - integrator -
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 19/20
• Pojačava razliku ulaznih napona
Kola sa operacionim pojačavačima - diferencijalni pojačavač -
12
1
2IIO
v v RRv
7/23/2019 Operacioni pojacavaci
http://slidepdf.com/reader/full/operacioni-pojacavaci 20/20
Pitanja
• Šta je pojačanje pojačavača? Kada je pojačavač linearan a kada nelinearan?
• Kakvo je napajanje pojačavača? Nacrtati dva primera povezivanja napajanja na pojačavač.
• Kako se dele pojačavači na osnovu tipa ulaznih i izlaznih signala? Nacrtati ekvivalentne šeme
za sve navedene tipove pojačavača.
• Za transkonduktansni pojačavač sa slikeizvesti realnu transkonduktansu G
mr
• Nacrtati simbol operacionog pojačavača. Koje su osobine realnog, a koje idealnog
operacionog pojačavača?
• Nacrtati šemu neinvertujućeg pojačavača sa operacionim pojačavačem i izvesti izraz za
naponsko pojačanje. Smatrati da je OP idealan.
• Nacrtati šemu invertujućeg pojačavača sa operacionim pojačavačem i izvesti izraze za
naponsko pojačanje, ulaznu i izlaznu otpornost. Smatrati da je OP idealan.
• Nacrtati šemu itegratora sa operacionim pojačavačem i izvesti izraz za izlazni napon u funkciji
ulaznog napona i elemenata u kolu. Smatrati da je OP idealan.
• *Nacrtati šemu diferencijalnog pojačavača i izvesti izraz za izlazni napon u zavisnosti od
ulaznih napona i elemenata u kolu. Smatrati da je OP idealan.