Proiectarea unui Generator de Semnal Rectangular

1. Amplicatorul operaţional

Caracteristici generale

Înainte să vorbim despre amplificatorul operațional,vom aminti câteva noțiuni fundamentale despre amplicatoare.

Un amplificator are un port intrare și unul de ieșire care constă fiecare din două terminale.Unul din cele două terminale ele fiecărui port este legat la masă.În amplificare liniară,semnalul de ieșire este egal cu Ax semnalul de intrare,unde A reprezintă factorul de amplificare.În funcție de natura semnalului de intrare sau de ieșire avem patru tipuri de amplificator:

- amplificator de tensiune;

- amplificator de curent;

- amplificator transrezistență-cu intrare în curent și ieșire în tensiune;

- amplificator transconductanță-cu intrare în tensiune și ieșire în current

Structura unui astfel de amplificator este prezentată în figura1.Intrarea joacă un rol pasiv și este modelată de un element rezistiv Ri numit rezistență de intrare.Ieșirea este modelată de dependența sursei de tensiune AVi în serie rezistența de ieșire Ro ,unde Vi reprezintă diferența de potențial dintre tensiunile aplicate terminalelor de intrare.Figura1 arată circuit amplificator complet, care constă dintr-o sursă de tensiune de intrare Vs în serie cu rezistența sursei Rs, și la ieșire o rezistență de sarcină RL

Figura 1: Model de circuit a unui amplificator

Din această figură se poate vedea că avem un circuit divizor de tensiune la intrarea și ieșirea amplificatorului.Asta impune să recalculăm Vi și Vo de fiecare dată când folosim o sursă și/sau sarcină diferită:

Amplificatorul operațional

Amplificatoarele operaţionale au în structura lor circuite de intrare care le asigură o rezistenţă de intrarea foarte mare,amplificatoare diferenţiale,circuite de amplificare şi circuite de ieşire care le asigură o rezistenţă de ieşire foarte mică.Amplificatorul operaţional este alimentat cu tensiuni simetrice (V+ şi V−) pentru ca la ieşire să poată fi obţinute atât tensiuni pozitive cât şi tensiuni negative faţă de un potenţial de referinţă care este potenţialul bornei comune a celor două surse de alimentare. Trebuie să menţionăm faptul că amplificatorul operaţional ca circuit integrat nu are o bornă de masă. Curenţii care ies din amplificator se întorc la sursele lor prin traseul comun.

Denumirea de amplificator operațional i-a fost atribuită acestui circuit integrat la începuturile sale,când a fost folosit în electronica analogică şi pentru efectuarea de operaţii aritmetice.

Figura 2: AO standard Figura 3: AO ideal

Conexiunile principale ale AO

1. Conexiunea inversoare

Pentru a obţine o conexiune inversoare, se conectează borna de intrare neinversoare la masă, iar borna de intrare inversoare la o sursă de tensiune. Schema trebuie să dispună şi de reacţie negativă. Schema este prezentată în Fig. 4.