Bases de l'amplificateur opérationnel

L'amplificateur opérationnel, également appelé amplificateur opérationnel, est un circuit intégré qui peut être utilisé pour effectuer diverses opérations linéaires, non linéaires et mathématiques. Un ampli-op est undirect coupled high gain amplifier. Vous pouvez utiliser l'ampli-op à la fois avec des signaux CA et CC. Ce chapitre traite des caractéristiques et des types d'amplis-op.

Construction de l'amplificateur opérationnel

Un ampli opérationnel se compose d'un ou plusieurs amplificateurs différentiels, d'un traducteur de niveau et d'un étage de sortie. Un amplificateur différentiel est présent à l'étage d'entrée d'un ampli-op et donc un ampli-op se compose detwo input terminals. L'un de ces terminaux s'appelle leinverting terminal et l'autre s'appelle le non-inverting terminal. Les bornes sont nommées en fonction de la relation de phase entre leurs entrées et sorties respectives.

Caractéristiques de l'amplificateur opérationnel

Les caractéristiques ou paramètres importants d'un amplificateur opérationnel sont les suivants:

  • Gain de tension en boucle ouverte
  • Tension de décalage de sortie
  • Mode commun Taux de réjection
  • Vitesse de balayage

Cette section examine ces caractéristiques en détail comme indiqué ci-dessous -

Gain de tension en boucle ouverte

Le gain de tension en boucle ouverte d'un ampli opérationnel est son gain différentiel sans aucun chemin de rétroaction.

Mathématiquement, le gain de tension en boucle ouverte d'un amplificateur opérationnel est représenté par -

$$ A_ {v} = \ frac {v_0} {v_1-v_2} $$

Tension de décalage de sortie

La tension présente à la sortie d'un ampli-op lorsque sa tension d'entrée différentielle est nulle est appelée output offset voltage.

Mode commun Taux de réjection

Mode commun Taux de réjection (CMRR) d'un ampli-op est défini comme le rapport du gain différentiel en boucle fermée, $ A_ {d} $ et du gain en mode commun, $ A_ {c} $.

Mathématiquement, CMRR peut être représenté par -

$$ CMRR = \ frac {A_ {d}} {A_ {c}} $$

Notez que le gain en mode commun, $ A_ {c} $ d'un ampli-op est le rapport entre la tension de sortie en mode commun et la tension d'entrée en mode commun.

Vitesse de balayage

La vitesse de balayage d'un ampli-op est définie comme la vitesse maximale de changement de la tension de sortie due à une tension d'entrée échelonnée.

Mathématiquement, la vitesse de balayage (SR) peut être représentée par -

$$ SR = Maximum \: of \: \ frac {\ text {d} V_ {0}} {\ text {d} t} $$

Où, $ V_ {0} $ est la tension de sortie. En général, la vitesse de balayage est mesurée en $ V / \ mu \: Sec $ ou en $ V / m \: Sec $.

Types d'amplificateurs opérationnels

Un ampli-op est représenté par un symbole triangulaire ayant deux entrées et une sortie.

Les amplificateurs opérationnels sont de deux types: Ideal Op-Amp et Practical Op-Amp.

Ils sont discutés en détail comme indiqué ci-dessous -

Ampli-op idéal

Un ampli-op idéal n'existe qu'en théorie et n'existe pas en pratique. leequivalent circuit d'un ampli opérationnel idéal est montré dans la figure ci-dessous -

Un ideal op-amp présente les caractéristiques suivantes -

  • Impédance d'entrée $ Z_ {i} = \ infty \ Omega $

  • Impédance de sortie $ Z_ {0} = 0 \ Omega $

  • Tension en boucle ouverte gaine $ A_ {v} = \ infty $

  • Si la tension d'entrée (différentielle) $ V_ {i} = 0V $, alors la tension de sortie sera $ V_ {0} = 0V $

  • La bande passante est infinity. Cela signifie qu'un ampli opérationnel idéal amplifiera les signaux de n'importe quelle fréquence sans aucune atténuation.

  • Mode commun Taux de réjection (CMRR) est infinity.

  • Vitesse de balayage (SR) est infinity. Cela signifie que l'ampli opérationnel idéal produira un changement de sortie instantanément en réponse à une tension de pas d'entrée.

Ampli-op pratique

En pratique, les amplificateurs opérationnels ne sont pas idéaux et s'écartent de leurs caractéristiques idéales en raison de certaines imperfections lors de la fabrication. leequivalent circuit d'un ampli-op pratique est illustré dans la figure suivante -

UNE practical op-amp présente les caractéristiques suivantes -

  • Impédance d'entrée, $ Z_ {i} $ dans l'ordre de Mega ohms.

  • Impédance de sortie, $ Z_ {0} $ dans l'ordre de few ohms..

  • Gain de tension en boucle ouverte, $ A_ {v} $ sera high.

Lorsque vous choisissez un ampli opérationnel pratique, vous devez vérifier s'il remplit les conditions suivantes -

  • L'impédance d'entrée, $ Z_ {i} $ doit être aussi élevée que possible.

  • L'impédance de sortie, $ Z_ {0} $ doit être aussi faible que possible.

  • Le gain de tension en boucle ouverte, $ A_ {v} $ doit être aussi élevé que possible.

  • La tension de décalage de sortie doit être aussi faible que possible.

  • La bande passante de fonctionnement doit être aussi élevée que possible.

  • Le CMRR doit être aussi élevé que possible.

  • La vitesse de balayage doit être aussi élevée que possible.

Note - L'ampli-op IC 741 est l'ampli-op le plus populaire et le plus pratique.