Operacionālo pastiprinātāju slēgumi un to aprēķini

Ļoti bieži elektronikā nākas saskarties ar operacionālajiem pastiprinātājiem, kur tad, kad ir jāveic teorētiskie aprēķini, rodas problēmas. Problēmas rodas, jo bieži vien cilvēki iegaumē konkrētas formulas, kuras bieži der tikai standarta gadījumiem, nevis izprot pašu darbības principu un aprēķinu gaitu. Tāpēc šoreiz tiks aplūkoti četri operacionālo pastiprinātāju slēgumi un to teorētiskie aprēķini, ievērojot to, ka tiek izmantots virtuālais zemējums (0 V pie kādas no operacionālo pastiprinātāju ieejām, piemēram, summējošā pastiprinātāja slēgumā pie neinvertējošās ieejas), ka strāva neplūst operacionālā pastiprinātāja ieejās, jo teorētiski ieeju pretestība ir bezgalīgi liela.

Veicot aprēķinus, jāsāk ar to operacionālā pastiprinātāja ieeju, kura nav savienota ar atgriezenisko saiti, piemēram, 1.1.att. jāsāk ar neinvertējošo ieeju (sprieguma dalītāju, kurš savienots ar neinvertējošo ieeju).

1.1.att. Diferenciālā pastiprinātāja slēgums

UR4 = (2k*5)/(1k+2k) = 3,33 V
UR2 = 3,33 – 3 = 0,33 V
IR1 = IR2 = 0,33/1k = 0,33 mA
UR1 = 0,33 mA* 5k = 1,65 V
Uout  = 3,33+1,65 = 4,98 V

1.2.att. Diferenciālā pastiprinātāja slēgums un tā izejas spriegums

1.3.att. Neinvertējošā pastiprinātāja slēgums

UR2 = (5k*5)/(5k+5k) = 2,5 V
IR4 = 2,50/1k = 2,5 mA
IR4 = IR3 = 2,5 mA
UR3 = 2,50*10k = 25 V
Uout  = 25+2,50 = 27,5 V

1.4.att. Neinvertējošā pastiprinātāja slēgums un tā izejas spriegums


1.5.att. Invertējošā pastiprinātāja slēgums

UR3 = 0 V
UR1 = 1 V
IR1 = 1/1k = 1 mA
IR1 = IR2 = 1 mA
UR2 = 1*10k = 10 V
Uout  = 0-10 = -10 V

1.6.att. Invertējošā pastiprinātāja slēgums un tā izejas spriegums