Операционные усилители. Операционным усилителем (ОУ) называют высококачественный интегральный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и выходом

Операционным усилителем (ОУ) называют высококачественный интегральный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и выходом, предназначенным для работы в схемах с обратной связью. Название усилителя связано с первоначальным применением – выполнением различных математических операций с аналоговыми сигналами (суммирование, вычитание, логарифмирование, интегрирование, дифференцирование и др.). В настоящее время ОУ выполняет многофункциональную роль в разнообразных устройствах. Они применяются для усиления, ограничения, перемножения, частотной фильтрации, генерирования сигналов в аналоговых и цифровых устройствах.

Обозначение ОУ приведено на рисунке 4 а, где наряду с инвертирующим (Вх 1) и неинвертирующим (Вх 2) входами и выходом используются так же цепи частотной коррекции и балансировки (FC, NC) и два источника питания: +ЕП1, у которого минус соединен с общим проводом, и -ЕП2, у которого на общем проводе плюс. Использование двух источников питания позволяет получить двухполярный сигнал на выходе. Упрощенное обозначение ОУ приведено на рисунках 4 б и 4 в без выводов для подключения источников питания и внешних элементов.

Рис. 4. Условные обозначения операционных усилителей.

К любому усилителю предъявляется требование усиление входного сигнала без искажений независимо от условий, в которых работает данное устройство. Значит, идеальный усилитель должен обладать бесконечно большим коэффициентом усиления, бесконечно большим входным сопротивлением (вообще не потреблять энергию на входе), нулевым выходным сопротивлением и бесконечно широкой полосой пропускания.

Усилители на транзисторах способны осуществить усиление по мощности, но они обладают рядом недостатков, главный из которых его нелинейность, которая особенно проявляется при усилении сильных сигналов.

Операционный усилитель (ОУ) можно рассматривать как устройство, приближающееся по своим свойствам к характеристикам идеального усилителя.