Operaatiovahvistimet - Yleisesti

Operaatiovahvistimet, eli tuttavallisemmin "oparit" ovat elektroniikassa hyvin paljon käytettyjä komponentteja. Niitä käytetään hyvin monenlaisissa sovelluksissa ja operaatiovahvistimilla on helpompi toteuttaa tietynlaisia kytkentöjä verrattuna esimerkiksi tavallisiin transistorikytkentöihin.

Operaatiovahvistimella rakennetaan mm. erilaisia jännitetason muuntimia, jännitevertailijoita, aktiivisia suodattimia, tasonilmaisimia, oskillaattoreita ja paljon muutakin, mitä nyt ei tähän ole keksitty laittaa. Aiheeseen liittyvä esimerkkikytkentäkin löytyy virtalähde-sivusta, missä kuvasta 2 nähdään komparaattorikytkentä, eli jännitevertailijakytkentä. Suosittelen katsomaan, jos oparit kiinnostavat.

Operaatiovahvistimet rakennetaan pääasiassa vastuksista ja transistoreista ja operaatiovahvistimen voit itsekin rakentaa diskreeteistä komponenteista, mutta kätevämpi lienee käyttää valmiita koteloituja opareita.

Operaatiovahvistimen toiminta perustuu vahvistimen tuloasteen nastojen välisen jännite-eron vahvistukseen ja periaatteeseen virtuaalisesta maasta. Operaatiovahvistimen takaisinkytkennällä rajoitetaan vahvistusta, sillä ilman rajoitusta vahvistukset ovat ainakin yli 10000. Vahvistukset saadaan kuitenkin itse rajattua juuri sellaiseksi kuin halutaan takaisinkytkennän avulla. Opareita siis ohjataan takaisinkytkennällä.

Takaisinkytkentä tarkoittaa sitä, että vahvistimen tulon ja lähdön väliin on kytketty esimerkiksi vastus.

Seuraavassa esittelen joitain kytkentöjä, joita olen operaatiovahvistimilla tehnyt. Pyrin esittämään myös käytännön sovelluksia ja yksinkertaistetut laskukaavat tärkeimpien komponenttien laskemiseksi.

Operaatiovahvistimista tehtyjä kytkentöjä

Komparaattori eli vertailija

Differentiaalivahvistin eli erovahvistin

AC-vahvistin eli vaihtojännitevahvistin