1. Операциялық күшейткіш. Оның белгіленуі және негізгі параметрлері.

Операциялық күшейткіш (ОК) – үлкен күшейту коэффицентіне ие, дифференциалды кірісі бар тұрақты тоқ күшейткіші. Схемаларда қолданғанда операциялық күшейткіш әрқашан теріс кері байланыспен қолданылады. Бұл жоғары үлкен күшейту коэффиценті дәл есептеп отыруға мүмкіндік береді. Белгіленуі:

V₊ - инверттемейтін кірісі

V_- - инверттейтін кірісі

V_s- - қорек көзінің минусы

V_s+ - қорек көзінің плюсы

V_out – шығыс сигнал

Идеалды операционды күшейткіш келесідей теңдеуді қанағаттандырады:

V_out = A*( V₊ - V_- ) = A * U_д

Бұл жердегі:

А − операциялық күшейткіштің кері теріс байланыссыз күшейту коэффиценті .

U_д – дифференциалдық кернеу

Идеал ОК негізгі параметрлері:

1. Өте жоғары кіріс кедергі. R →∞

2. Өте жоғары күшейту коэффиценті. А→∞

3. Өте аз шығыс кедергі R→ 0

4. Ығысы тоғы

Шың өмірде операциялық күшейткіштер кіріс кедергісі шексіздікке емес, 1 МОм мен 1 ТОм арасында, ал күшейту коэффиценті А, 10000 ғана тең. Және келесідей үш каскадта жиналады, бірінші каскад кіріс кедергіні арттыру үшін, екінші күшейту коэффицентін арттыру үшін, үшінші шығыс кедергіні кеміту үшін:

Және де іс жүзінде ОК жоғары жиілікте өз қасиеттерін жоғалта бастайды.

2.Операционды күшейткіш негізіндегі инверттемейтін күшейткіш.

Инвертемейтін күшейткіш - кернеуді күшейтетін, күшейту коэффиценті бірден үлкен операционды күшейткішті жалғау схемасы.

Шығыс кернеуді сипаттауға келесі формуланы қолданамыз:

Кіріс кедергісі . Алайда практикада ол 1МОм ға тең. Бұл жерден :

Инверттеуші кірісіне кернеу бөлгіштен кернеу беріледі. Және күшейту коэффицентің де кернеу бөлгіш белгілейді.

3.Операционды күшейткіш негізіндегі инверттейтін күшейткіш.

Инверттейтін күшейткіш – терістеп, кіріс кернеуді күшейту коэффицентіне көбейте отырып күшейтетін тізбек. Жалпы келесі түрде бейнеленеді және бұл жердегі:

Rf – кері байланыс кедергісі

Rin – кірістегі кедергі

Бұл жердегі шығыс кернеу:

4.Инверттейтін сумматор

Бұл схеманың жұмысы атына дәл сәйкес келеді. Инверттейтін сумматор кернеулердің алгебралық қосындысының таңбасын өзгертеді. Ол қалай орындалатынын түсіну үшін келесі схемаға көз салайық. Схемада кіріс кедергілерін кері байланыс кедергісіне тең деп алайық.

Кирхгоф заңы бойынша,

Егер болатындай, кері байланыссыз күшейту коэффициенті өте үлкен болса, онда. Енді осыларды жоғарыдағы теңдеуге қойсақ:

Дәл осындай талдауды n кіріс санына да жүргізуге болады, сонда:

Егер кіріс кедергілері мен кері байланыс кедергісі өзара тең болмаса, яғни , онда:

Егер n кіріс болса:

Қосып-алу схемасы. Баланс шарты.

Қосып-алу схемасы − инверттейтін және инверттемейтін сумматордың қасиеттерін бір операционды күшейткішке біріктірген тізбек. Ол жалпы келесі теңдеумен сипатталады:

Және ол келесідей бейнеленеді:

Бұл тізбек үшін баланс шарты:

Суммалаушы тізбектердін қалыпты жұмыс істеуі үшін, және кернеу ығысуын болдырмау үшін баланc шарты орындалу қажет.

Яғни инверттейтін және инверттемейтін кірістеріндегі күшейту коэффиценттері өзара тең болуы қажет.

Егер тең болмаған жағдайда, қосымша кедергі қосу арқылы баланс келтіруге болады:

5.Инверттемейтін сумматор

Инверттемейтін сумматор - инверттемейтін күшейткіш секілді кіріс кернеуді күшейтіп қана қоймай, кіріс сигналдарды суммалайды. Әр кіріс сигналға белгілі бір коэффентке көбейте отырады. Түйінге түйіскен кернеу көздерден ол қосынды алады, сондықтан да ол сумматор болып аталады. Шығыс кернеуді сипаттайтын негізгі теңдеу:

Жоғарыдағы тізбек үшін баланс шарты:

6.Алгебралық теңдеулер жүйесін шешу схемалары.

Математикадағы алгебралық теңдеулерді шешуге операциялық күшейткіштер негізінде жиналған тізбекті қолдануға болады. Тізбек өз құрамына инверттемейтін және инверттемейтін сумматорларды қосады. Теңдеуді шешу үшін біз кіріс мәндермен жұмыс істей отырып, теңдеудің әр бөлігін шешіп, толық жауапты тапсақ болады.

Мысалы келесі мысалдан көрсек болады:

У үшін:

7. Масштабтық коэффициентпен суммалайтын схемалар

Егер сумматордың кірісіне әртүрлі шамадағы кернеулерді қолдану керек болса, онда масштабтық коэффициентпен суммалайтын сумматор қолданамыз. Егер ығысу тоғы өте аз болса, онда Кирхгоф заңы бойынша

I₁+ I₂+ I₃= I_ос

Егер U_д= 0 кезінде күшейту коэффиценті жеткілікті түрде үлкен болса онда,

және,

U_вых байланысты шешетін болсақ:

Немесе жалпы түрі: