ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

- усилительэлектрических колебаний (УЭК) с внеш. цепями, предназначенный для выполнениянек-рых линейных операций (суммирование, интегрирование, дифференцированиеи др.). Часто название "О. у." относят к самим УЭК, к-рые обычно выполняютсяв виде серийно выпускаемых микросхем. Структурная схема типового О. у. напряжение усиливается безсмены или со сменой полярности. О. у. питается от источника биполярного(симметричного относительно корпуса) напряжения Е.
Гл. требования, предъявляемые к характеристикамО. у.: высокий коэф. усиления k= 10³ - 10⁹;большое входное сопротивление R _вх (до 100 МОм) и малоевыходное сопротивление R _вых (~10² Ом); нулевоезначение выходного напряжения при нулевом входном и симметричное изменениевыходного напряжения в обе стороны в нек-ром диапазоне U_max,близком к Е; малыйдрейф нуля, обусловленный изменениями внеш. условий и нестабильностью эдсисточника; малый уровень собств. шумов; сильное (~60 дБ) подавление синфазнойсоставляющей, т. е. малое значение отношения выходного напряжения ко входному, полоса пропускания (от 0 до100 МГц).Выполнение этих требований обеспечивает возможность каскадноговключения О. у., высокую точность выполнения операций и универсальностьприменения. Обычно УЭК охватывают отрицательной обратной связью с выходана инвентирующий вход. Поскольку R _вx и k велики, В суммирующем О. у. при подаче сигналовна инвертирующий вход (рис. 1)

Рис. 1.

U _вых =-[RU _вх1/R _ос+ R₂U _вх2/R _ос + R₃U _вх3/R _ос].

К неинвертирующему входу иногда подключаютбалансировочный резистор R _б ~ _ос. Входноесопротивление такой схемы со стороны источника сигнала при одном входе U _вх1, R _вх ~ R₁. Прииспользовании неинвертирующего входа (рис. 2) U _вых =U _вх(l + R _ос /R₁). Посколькувходное сопротивление такой схемы велико, её иногда используют для согласованиявыхода высокоомного генератора с низкоомной нагрузкой (при R _ос" R₁ как повторитель напряжения).

В схеме, изображённой на рис. 3. U _вых= - R _ОСU _вх/R₁+R₃(R₁+R _ОС)U _вх/R₁(R₂+R₃ )при R₁=R₂=R _ос.

U _вых =U _вх2- U _вх1 (дифференц. схема).

Рис. 3.

С помощью О. у. можно осуществить операцииинтегрирования и дифференцирования (с одноврем. суммированием). В схемеинтегрирования (рис. 4, а)

где K _иl = 1/R₁ С _ос,К _{и 2 =} 1/R₂ С _ос. В схемедифференцирования (рис. 4, б)

U _вых = - K _д1dU _вх1/dt- K _д2dU _вх2/dt,

где К _д1 = R_OCC₁, К _д2 = R_OCC₂ (см. также Дифференцирующаяцепь, Интегрирующая цепь).

Рис. 4.

В схемах, приведённых на рис. 1 - 4, долженсохраняться линейный режим, т. е. напряжение на выходе не должно достигатьграниц U_mах.Используя комбинации внеш. элементов, строят модели разл. линейных динамич. U_mах).О. у. используют также в аналоговых вычислит. машинах, где с их помощьювыполняют линейные операции и нелинейные преобразования (возведение в степень, Лит.: Алексенко А. Г., Шагуриy И. Б. X. Кривицкий.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.