Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Operační zesilovače
Napětí na invertujícím vstupu a neinvertujícím vstupu ideálního operačního zesilovače jsou
stále stejná. Někdy proto hovoříme o virtuálním zkratu (propojení) - virtuální proto, že diferenční
napětí je sice nulové, ale nevtéká žádný proud (do vstupů zesilovače).
Ideální operační zesilovač lze proto s výhodou definovat pomocí dvou pravidel:
Pro libovolné výstupní napětí
Uˆ o a libovolné zatížení výstupu platí:
Pravidlo 1: DIFERENČNÍ NAPĚTÍ JE ROVNO NULE
Pravidlo 2: PROUDY DO VSTUPŮ JSOU ROVNY NULE.
U ˆ
d 0; U ˆ
U ˆ
(P1)
Tato dvě pravidla velmi zjednodušují řešení obvodů s ideálními operačními zesilovači.
V další části popíšeme pouze invertující a neinvertující zesilovač s ideálním operačním
zesilovačem. Další příklady použití OZ budou zařazeny podle aplikace v následujících kapitolách.
(P2)
9.1 Invertující zesilovač s ideálním operačním zesilovačem (IOZ)
Na obr. 9.3 je invertující zesilovač s ideálním OZ. Na invertujícím vstupu je tzv. virtuální zem
(P1: U ˆ Uˆ
0 ). Proto určíme, že
Iˆ
( Uˆ
0) / Zˆ
.
1
1
1
Do invertujícího vstupu nevtéká proud (P2), proto
Iˆ
2
Iˆ
Uˆ
Zˆ
(I. KZ).
1
Ve smyslu II. Kirchhoffova zákona musí platit
ˆ
0 Uˆ
Napěťový přenos pak je
ˆ
ˆ
1
1
Uˆ
Iˆ
Zˆ
Uˆ
U
ˆ Zˆ
Zˆ
0
U 2 Z 2 2 2 2 2 1 1 2
ˆ
ˆ
ˆ
P U U2
U1
Z2
Z1
(9.4)
Pro obvykle uváděnou volbu Zˆ
1 R1
a Zˆ
2 R2
dospějeme k nejběžněji uváděné podobě
přenosu invertujícího zapojení ideálního operačního zesilovače
ˆ
P U
Uˆ
2
Uˆ
1
R
vstupní a výstupní napětí mají opačnou fázi, struktura je invertující.
2
R
1
Vstupní impedance
ˆ
Z vst
Uˆ
1
Iˆ
Uˆ
1
1
U
ˆ
1 Zˆ
1
Zˆ
1
Výstupní impedance je u ideálního zdroje napětí vždy nulová.
205