Par operacionālo pastiprinātāju sauc līdzstrāvas pastiprinātāju, kuram teorētiski ir bezgalīgi liela ieejas pretestība, bezgalīgs pastiprināšanas koeficients, ļoti plaša caurlaides josla, bet izejas pretestība ir vienāda ar nulli.
Operacionālajam pastiprinātājam shēmas ieejas daļa sastāv no diferenciālās pakāpes, kura sastāv no strāvas avota (skatīt zemāk), kur strāvas stiprums ir vienāds ar 2,3 mA ((1,4-0,7)/300), invertējošās un neinvertējošās ieejas (tranzistori VT3 un VT5), kas nodrošina iespēju izejā iegūt gan pozitīvu, gan negatīvu spriegumu.
Tālāk operacionālā pastiprinātāja shēmā seko spriegumu pastiprinošā pakāpe, kur, lai iegūtu bezgalīgi lielu pastiprinājumu, tiek izmantota aktīvā slodze kolektora ķēdes daļā, ja tiek izmantots kopemitera slēgums (skatīt shēmu).
1.1.att. Strāvas avots
Aktīvā slodze (konstantas strāvas avots) tiek izmantota, jo šādas slodzes radītā pretestība ir liela, kas nozīmē to, ka arī pastiprinājums būs liels, ja vienkāršotā veidā pieņemam, ka pastiprinājums ir Rc/Re (strāvas avota pretestība/R5), kur Rc - pretestība kolektora ķēdes daļā (zarā), bet Re - emitera zarā ieslēgtā pretestība.
Taisngriežu diodes VD1, VD2, VD6 un VD7 tiek izmantotas, lai iestatītu nemainīgu spriegumu (1,4 V) pie tranzistoru (VT4 un VT9) bāzēm.
Lai shēmā mazinātu ģenerācijas efektu, kad shēma varētu uzsākt nekorektu un neatgriezenisku sprieguma pastiprināšanas procesu pie augstām frekvencēm, tiek izmantots zemas kapacitātes kondensators C1 (šī kapacitāte parasti ir mērāma pikofarados).
Operacionālā pastiprinātāja shēmas izejas daļa sastāv no jaudas pastiprinātāja (emitera atkārtotāja), kas pastiprina strāvu, kas savukārt noved pie tā, ka izejā tiek iegūta lielāka jauda. VD10 un VD11 diodes nodrošina to, ka abi izejas pakāpes tranzistori - VT12 un VT13 - ir jau atvērtā stāvoklī, lai nerastos signālu kropļojumi, kur, ja izejas signālu apskatītu, izmantojot osciloskopu, varētu novērot efektu, ka ir neliels laika moments, kurā nekas netiek pastiprināts - moments, kurā tranzistori tiek atvērti.
Taisngriežu diodes VD1, VD2, VD6 un VD7 tiek izmantotas, lai iestatītu nemainīgu spriegumu (1,4 V) pie tranzistoru (VT4 un VT9) bāzēm.
Lai shēmā mazinātu ģenerācijas efektu, kad shēma varētu uzsākt nekorektu un neatgriezenisku sprieguma pastiprināšanas procesu pie augstām frekvencēm, tiek izmantots zemas kapacitātes kondensators C1 (šī kapacitāte parasti ir mērāma pikofarados).
Operacionālā pastiprinātāja shēmas izejas daļa sastāv no jaudas pastiprinātāja (emitera atkārtotāja), kas pastiprina strāvu, kas savukārt noved pie tā, ka izejā tiek iegūta lielāka jauda. VD10 un VD11 diodes nodrošina to, ka abi izejas pakāpes tranzistori - VT12 un VT13 - ir jau atvērtā stāvoklī, lai nerastos signālu kropļojumi, kur, ja izejas signālu apskatītu, izmantojot osciloskopu, varētu novērot efektu, ka ir neliels laika moments, kurā nekas netiek pastiprināts - moments, kurā tranzistori tiek atvērti.
1.2.att. Operacionālā pastiprinātāja uz diskrētiem elementiem elektriskā principiālā shēma
Šādus pastiprinātājus sauc par operacionālajiem, jo ar to palīdzību ir iespējams veikt dažādas matemātiskas funkcijas, piemēram, diferencēšanu, integrēšanu, summēšanu, atņemšanu, protams, arī daudz ko citu, piemēram, ļoti bieži tiek izmantots operacionālo pastiprinātāju slēgums, kuru sauc par komparatoru, kurš salīdzina abās ieejās padotos spriegumus, kur izejā tiek ģenerēts spriegums ar taisnstūra impulsu formu, kur šis spriegums mainās operacionālā pastiprinātāja elektrobarošanas sprieguma robežās.
1.3.att. Diferenciālais pastiprinātājs
1.4.att. Diferenciators
1.5.att. Invertējošais pastiprinātājs
1.6.att. Neinvertējošais pastiprinātājs
1.7.att. Sprieguma atkārtotājs
1.8.att. Invertējošais summators
1.9.att. Integrators
1.10.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.11.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.12.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.13.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.14.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.15.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.16.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.17.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.18.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.19.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.20.att. Operacionālā pastiprinātāja testa oscilogramma
1.21.att. Operacionālā pastiprinātāja izveide
1.22.att. Operacionālā pastiprinātāja izveide
1.23.att. Operacionālā pastiprinātāja izveide
1.24.att. Operacionālā pastiprinātāja iespiedplates trasējums
1.25.att. Operacionālā pastiprinātāja frekvenču raksturlīkne