1

1.LINEARNA INTEGRISANA KOLA.

INTEGRISANA KOLA SE U NAELU DELE NA LINEARNA I DIGITALNA.

LINEARNA KOLA TREBA DA IMAJU LINEARNU ZAVISNOST IZLAZNOG NAPONA OD ULAZNOG. OVAJ USLOV ZADOVOLJAVAJU OPERACIONI POJAAVAI U ODREENOM OPSEGU. KOD NJIH SE PROMENA ULAZNOG NAPONA MNOI POJAANJEM POJAAVAA, PA SE DOBIJE PROMENA IZLAZNOG NAPONA.

POSTOJE I NELINEARNA KOLA. PRIMER OVAKVOG KOLA JE LOGARITAMSKI

POJAAVA, KOD KOGA JE IZLAZNI NAPON SRAZMERAN LOGARITMU ULAZNOG NAPONA. MEUTIM UOBIAJENO JE DA SE SVA KOLA KOD KOJIH POSTOJI KONTINUIRANA PROMENA NAPONA NAZIVAJU LINEARNA.

U linearna integrisana kola se svrstavaju: stabilizatori napona, modulatori, demodulatori, specijalizovana kola za radio I televizijske ureaje itd.

DIGITALNA KOLA IMAJU SAMO DISKRETNE VREDNOSTI ULAZNOG I IZLAZNOG NAPONA.(Kod njih ulazni napon treba da bude jednak naponu logike jedinice ili logike nule.)

1.1.BLOK EMA INTEGRISANOG OPERACIONOG POJAAVAA.

INTEGRISANI OPERACIONI POJAAVAI SU NAPRAVLJENI PRVENSTVENO ZA POJAANJE JEDNOSMERNIH NAPONA. ONI IMAJU DVA ULAZA I JEDAN IZLAZ, KAO NA SLICI.

NJIHOVA UNUTRANJA STRUKTURA JE RELATIVNO KOMPLIKOVANA, PA SE PREDSTAVLJA BLOK EMOM.

NA ULAZU OP SE NALAZI DIFERENCIJALNI POJAAVA KOJI POJAAVA RAZLIKU ULAZNIH NAPONA. NJEMU SE ESTO DODAJE DODATNI POJAAVA KOJI SLUI POJAANJU UKUPNOG POJAANJA OP.

POJAAVA VELIKIH SIGNALA ISTOVREMENO SLUI ZA POMERANJE JEDNOSMERNOG NIVOA I POBUIVANJE IZLAZNOG STEPENA.

IZLAZNI STEPEN OBINO NE POJAAVA NAPON NEGO SLUI KAO POJAAVA STRUJE.

POJAANJA POJEDINANIH POJAAVAKIH STEPENA SE MNOE PA JE UKUPNO POJAANJE CELOG OP RELATIVNO VELIKO (DO 100000 ZA NISKE UESTANOSTI).

1.2.OPERACIONI POJAAVA

Izgled operacionog pojaavaa Model operacionog pojaavaa

Operacioni pojaava (Operational Amplifier) je integrisano elektronsko kolo iroke primene, iju funkciju definie spoljanja povratna sprega. Naziv potie iz vremena analognih raunara, gde je oznaavao kolo koje je vrilo neku raunsku operaciju(neke matematike operacije izmeu ulaznih napona).

U dananje vreme operacioni pojaavai sa veoma visokim pojaanjem koriste spoljanje komponente koje u kolu povratne sprege definiu odziv, a time i funkciju celog kola.

Za operacioni pojaava bez kola povratne sprege kae se da radi u otvorenoj petlji (open-loop). Ovaj termin obino se vezuje za idealni operacioni pojaava

Operacioni pojaava je pojaava koji ima za cilj da pojaa razliku izmeu dva ulazna signala I takav signal prosledi izlazu. Jedan ulaz ima pozitivan efekat dok drugi ima negativan efekat na izlazni signal, te je u skladu sa tim jedan neinvertujui (+) a drugi invertujui (-). Operacioni pojaava pored dva ulazna i jednog izlaznog prikljuka ima i dva prikljuka za napajanje od kojih je jedan za pozitivan (+Vcc) a drugi za negativan napan (-Vcc). Radi jednostavnosti obino se operacioni pojaava na emama prikazuje bez ove dve baterije.

Simboli operacionog pojaavaa

1.2.1Napajanje operacionog pojaavaa

Uvek mora postojati napajanje OP.AMP.-a

Uobiajene vrednosti su +/-12V ili +/-15V

Prikljuci za napajanje OP- a se na emama najee izostavljaju, napajanje se podrazumeva.

1.2.2. Idealan operacioni pojaava

Fikcija koja nam olakava analizu elektronskihkola baziranih na OP.AMP.

Karakteristike realnog OP.AMP.-a tee kakarakteristikama idealnog

U mnogim sluajevima tanost analize kola saidealnim OP.AMP.-ovima daje potpuno zadovoljavajuu tanost

Problemi nastaju kad OP.AMP. radi u reimu bliskom graninim vrednostima parametara

1.2.3. Karakteristike idealanog operacionog pojaavaa

beskonano diferencijalno pojaanje

beskonana ulazna otpornost (rezultuje nultim ulazim strujama)

nulta izlazna otpornost

beskonano pojaanje u otvorenoj petlji

beskonana irina propusnog opsega

beskonana brzina odziva

beskonaan faktor potiskivanja srednje vrednosti signala

nulta naponska i strujna razdeenost

nulti um

1.2.4. Virtualna masa

Idealni operacioni pojaava ima jednu interesantnu osobinu. S obzirom da na njegovom

izlazu mora postojati konaan napon, a da mu je naponsko pojaanje beskonano veliko, napon

izmeu ulaznih krajeva mora biti jednak nuli.

Dakle, napon izmeu ulaznih prikljuaka je jednak

nuli ali izmeu njih ne tee nikakva struja. Ako je jedan od ulaznih prikljuaka vezan na masu,

potencijal drugog ulaznog prikljuka je takoe nula, pa se kae da je on na virtuelnoj masi.

Da bi se dobio konaan napon na izlazu, pri beskonanom pjaanju OP.AMP.-a, neophodno je da ulazni napon tei nuli

Pri analizi se smatra da se ulazi OP.AMP.-a nalaze na istom potencijalu koji se naziva virtuelna masa

Virtuelna masa ne mora biti na potencijalu mase kola

1.2.5. PARAMETRI.

1. OPEN LOOP VOLTAGE GAIN NAPONSKO POJAANJE OTVORENE PETLJE OP, JESTE UKUPNO POJAANJE OP BEZ POVRATNE SPREGE I JEDNAKO JE KOLINIKU PROMENE ULAZNOG I IZLAZNOG NAPONA (REALNO OKO 100.000, IDEALNO BESKONANO)

2. INPUT RESISTANCE ULAZNA OTPORNOST TIPINO 1 M, AAKO SU FETOVI NA ULAZU 1 T. IDEALNO JE BESKONANO VELIKA.

3. OUTPUT RESISTANCE IZLAZNA OTPORNOST TIPINO 75 . IDEALNO JE JEDNAKA NULI.

4. INPUT BIAS CURRENT JE SREDNJA VREDNOST STRUJA BAZA ULAZNIH TRANZISTORA KADA JE IZLAZNI NAPON JEDNAK NULI. TIPINA VREDNOST JE 100 nA. IDEALNO BI BILA JEDNAKA 0nA.

5. INPUT OFFSET CURRENT JE RAZLIKA STRUJA BAZA ULAZNIH TRANZISTORA, KOJA NASTAJE USLED NEJEDNAKOSTI TRANZISTORA. TIPINO JE 5 PUTA MANJA OD POBUDNE, A IDEALNO JE JEDNAKA NULI

6. INPUT OFFSET VOLTAGE ULAZNI NAPON RAZDEENOSTI SE DEFINIE KAO NAPON KOJI TREBA DOVESTI NA ULAZ OP DA BI IZLAZNI NAPON BIO JEDNAK NULI. TIPINA VREDNOST, 2 V. IDEALNO 0V

Fabrike karakteristike operacionih pojaavaa

Proizvoai navode mnoge karakteristike operacionih pojaavaa u katalozima. Neke od tih karakteritika su: napon napajanja, snaga disipacije, dozvoljeni napon na ulazu, dozvoljena razlika izmeu (+) i (-) ulaza, temperatura ambijenta, naponska razdeenost na ulazu, strujna razdeenost, ulazna struja, ulazna otpornost, izlazna otpornost, faktor potiskivanja srednje vrednosti signala (CMRR), pojaanje bez povratne sprege, propusni opseg pri jedininom pojaanju, propusni opseg pri punom izlaznom naponu, brzina porasta napona...

1.2.6.Primene operacionog pojaavaa

Operacioni pojaava ima brojne primene i predstavlja najee korieni sklop

savremene analogne elektronike. Primenom operacionog pojaavaa se mogu realizovati

pojaavai precizno odreenog pojaanja, kola za realizaciju nekih aritmetikih operacija, kola

za integraljenje i diferenciranje, naponskih komparatora, filtera, A/D konvertora (pretvaraa), D/A konvertora (pretvaraa), U/I konvertora (pretvaraa) itd. Najee koriena kola bie prikazana u narednom

izlaganju.

1.2.7. Invertujui pojaava

Napon U1 se preko otpornika R1 dovodi na - ulaz OP. Ovaj napon se pojaava i invertuje, pa se, na primer za pozitivan napon U1 dobije se pojaavn negativan napon I obrnuto.

Ako se na ulaz dovede naizmenian napon, tada se na izlazu dobija pojaan protivfazni napon.

Pojaanje invertujueg pojaavaa po apsolutnom iznosu moe da bude vee, manje ili jednako jedinici, to zavisi od odnosa R2/R1.

Operacioni pojaava emo smatrati idealnim, to znai da je njegovo pojaanje otvorene petlje beskonano veliko, kao i da je ulazna otpornost beskonano velika. Ako je pojaanje otvorene petlje beskonano veliko, razlika napona izmeu ulaznih prikljuaka OP je beskonano mala. Dakle, potencijal invertujueg ulaza je nula! Nulti potencijal na invertujuem ulazu (koji nije vezan za masu) zovemovirtuelnom masom.

Ako je ulazna otpornost beskonano velika, ne teku struje na ulaznim prikljucima OP.

Poto nema struje na invertujuem ulazu, struja kroz R1i struja kroz Rosu jednake:

I1= Io.

Pad napona na R1je jednak V1zato to je na drugom kraju otpornika virtuelna masa. Zato je:

I1= V1/R1.

Pad napona na Roje jednak Vo, zato to je na jednom kraju otpornika virtuelna masa.

Io= -Vo/Ro

Poto je Io= I1, dobijamo:

-Vo/Ro= V1/R1 ili

Vo/V1= -Ro/R1 pa je,

A = -Ro/R1

Dobili smo izraz za pojaanje invertujueg pojaavaa iz koga se vidi da ono ne zavisi od pojaanja otvorene petlje operacionog pojaavaa. Negativna povratna sprega stabilizuje naponsko pojaanje.

Negativan znak pokazuje da su ulazni i izlazni signali invertovani ( suprotnog polariteta).

1.2.8. Neinvertujui pojaava

Naponsko pojaanje neinvertujueg pojaavaa vee je ili jednako 1 I uvek je pozitivno.

Ako se na ulaz dovede pozitivan napon, na izlazu se dobije pozitivan napon, ali pojaan.

Ako se na ulaz dovede naizmenini sinusni napon, tada se na izlazu dobija pojaan naizmenini napon, koji je u fazi.

1.2.9.Jedinini pojaava

Jedinini pojaava je specijalni sluaj neinvertorskog pojaavaa.

Ako je R 2 Raste i napon V- => ali e opasti napon na izlazu operacionog pojaavaa=> onda se snanjuje napon VBE=> to izaziva smanjenje struje kroz tranzistor=>to dovodi do smanjenja IP=>

ime se napon Vos smanjuje: Vos = RPIP, tj. napon na potroau.

Elektrina ema integrisanog rednostabilizatora NIC 7800C:

Karakteristike integrisanih stabilizatora

Jednostavna upotreba

Pakuju se u standardnim kuitima TO-3 (20 W) ili TO-220 (15 W) ili TO-92 (1W)

serije 78/79XX stabilizatora prave se obino za izlazne napone od 5, 6, 8, 12, 15, 18, ili 24 V

Maksimalna struja 1 A

Ugraena zatita od pregrevanja

Pad napona na stabilizatoru od 3V (prave se i za manje napone)

78XX INTEGRISANI STABILIZATORI FIKSNOG IZLAZNOG NAPONA SA KONSTANTNIM

NAPONOM XX=05,06,09,12

79XX INEGRISANI STABILIZATORI KOJI DAJU NEGATIVNE NAPONE

Karakteristike integrisanih stabilizatora 78xx

Karakteristike integrisanih stabilizatora 79xx

Linearna integrisana kolaPage 6