Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.4 Prvky elektronických obvodů Kapitola 18 Typy operačních zesilovačů I Bc. Radim Miksa 30. 9. 2012
Obsah ÚVOD - ANOTACE... 1 1 TYPY OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ I... 2 1.1 INVERTUJÍCÍ OPERAČNÍ ZESILOVAČ... 2 1.2 NEINVERTUJÍCÍ OPERAČNÍ ZESILOVAČ... 3 1.3 KONTROLNÍ OTÁZKY... 3 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 4 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 5 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 6
Úvod - anotace Výukový materiál popisuje typy operačních zesilovačů. Výklad je na konci kapitoly doplněn kontrolními otázkami. Tento materiál je především určen pro 2. a 3. ročník oboru 39-41-L/01 Autotronik. Cílem tohoto materiálu je podpora zvládnutí daného výukového celku v předmětu Aplikovaná elektronika (AEL) a seznámení studentů se základními elektronickými prvky jako dioda, tranzistor, tyristor, rezistor, kondenzátor, cívka a další, které jsou základem pro složitější elektronické obvody. Po prostudování všech kapitol bude student znát úpravu elektrických signálů a základní elektronické obvody. 1
1 Typy operačních zesilovačů I 1.1 Invertující operační zesilovač Invertující operační zesilovač je tvořen zápornou zpětnou vazbou. To znamená, že výstupní signál je přiveden na záporný pól vstupu zesilovače. Kladný pól je uzemněn. Rezistory připojené ve zpětné vazbě tvořící napěťový dělič určují zesilovací poměr zesilovače. Tento poměr může být větší nebo menší než 1. Obrázek 1 - schéma zapojení invertujícího OZ a přenos obvodu U tohoto zapojení dojde k posunu fáze mezi vstupním a výstupním napětím o 180. Je-li tedy na vstupu např. kladné napětí, získáme na výstupu invertujícího zapojení zesílené záporné napětí a naopak. Obrázek 2 - průběh vstupního a výstupních napětí invertujícího OZ 2
1.2 Neinvertující operační zesilovač Základní zapojení je na obrázku. Vstupní napětí U1 se přivádí přímo na neinvertující vstup. Výstupní napětí U2 se přivádí pomocí děliče R1 a R2 na invertující vstup. Operační rovnici lze odvodit obdobně, jako v případě invertujícího zesilovače a je uvedena jako vztah. Obrázek 3 - schéma zapojení neinvertujícího OZ a přenos obvodu Vstupní napěťový signál je ve fázi s výstupním zesíleným napěťovým signálem. Je-li tedy na vstupu například kladné napětí, na výstupu získáme zesílené napětí téže polarity. Obrázek 4 - průběh vstupního a výstupních napětí neinvertujícího OZ 1.3 Kontrolní otázky 1. Co je to invertující operační zesilovač? 2. Jak se mění zesílení invertujícího operačního zesilovače? 3. Jaké má parametry výstupní signál oproti vstupnímu signálu invertujícího operačního zesilovače? 4. Nakreslete schéma invertujícího a neinvertujícího OZ. 5. Napište přenos; pro invertující a neinvertující OZ. 3
2 Doporučená literatura 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, 1984. 303 s. ISBN 04-508-86 2. TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2006. 623 s. ISBN 80-867-0613-3. 3. MALINA, Václav. Poznáváme elektroniku I. 1. vyd. České Budějovice: Kopp, 1994. 173 s. ISBN 80-858-2817-0. 4. BEZDĚK, Miloslav. Elektronika: učebnice. 3. vyd. České Budějovice: Kopp, 2008. ISBN 978-80-7232-359-32. 5. KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1998. 86 s. ISBN 80-720-0261-9. 4
3 Použitá literatura a zdroje 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, 1984. 303 s. ISBN 04-508-86 2. TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2006. 623 s. ISBN 80-867-0613-3. 3. KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1998. 86 s. ISBN 80-720-0261-9. 5
4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1 - SCHÉMA ZAPOJENÍ INVERTUJÍCÍHO OZ A PŘENOS OBVODU... 2 OBRÁZEK 2 - PRŮBĚH VSTUPNÍHO A VÝSTUPNÍCH NAPĚTÍ INVERTUJÍCÍHO OZ... 2 OBRÁZEK 3 - SCHÉMA ZAPOJENÍ NEINVERTUJÍCÍHO OZ A PŘENOS OBVODU... 3 OBRÁZEK 4 - PRŮBĚH VSTUPNÍHO A VÝSTUPNÍCH NAPĚTÍ NEINVERTUJÍCÍHO OZ... 3 6