Может ли операционный усилитель выполнять математические операции?

 

Да. Помимо уже упомянутых функций изменения знака и вычитания операционный усилитель может простым способом осуществлять операции сложения, интегрирования и дифференцирования, благодаря чему находит широкое, применение в аналоговых вычислительных машинах.

Суммирующий усилитель (рис. 8.12) является особым случаем усилителя, инвертирующего фазу. Подлежащие суммированию напряжения подаются на три входа, отдаленные от входа операционного усилителя резисторами R1 – R3. Усиление этой схемы для каждого из входов равно отношению сопротивления резистора R4 к сопротивлению соответствующего входного резистора.

 

 

Рис. 8. 12. Суммирующий усилитель

 

При подборе одинаковых сопротивлений R1 = R2 = R3 = R4 на выходе получают алгебраическую сумму напряжений. Примером использования суммирующей схемы может быть схема, микширующая несколько акустических сигналов, например сигналы с трех микрофонов, которые должны усиливаться общим усилителем мощности.

Интегрирующая схема, или интегратор, представлена на рис. 8.13. Как известно, интегрирующей схемой называется RС‑фильтр нижних частот (рис. 8.13, а), у которого выходное напряженно пропорционально интегралу входного напряжения. Аналогичный эффект, но с усилением, получаем при использовании конденсатора в цепи ОС операционного усилителя (рис. 8.3, б).

 

 

Рис. 8.13. Интегрирующая схема:

а – RС‑цепочка; б – схема с операционным усилителем

 

Дифференцирующая схема изображена на рис. 8.14. Дифференцирующей схемой является RC‑фильтр верхних частот (рис. 8.14, а), характеризующийся тем, что напряжение на его выходе пропорционально производной входного напряжения. В отличие от интегрирующей в дифференцирующей схеме в петле ОС операционного усилителя находится резистор, а не конденсатор.

 

 

Рис. 8.14. Дифференцирующая схема:

а – RC‑цепочка; б – схема с операционным усилителем

 

Может ли операционный усилитель работать как компаратор?

 

Да. Используя операционный усилитель без цепи ОС, можно получить схему сравнения двух напряжений, или компаратор. В идеальном усилителе при равенстве входных напряжений выходное напряжение равно нулю. Если подать на один из входов некоторое опорное напряжение, можно получить схему, сигнализирующую о том, является ли измеряемое напряжение больше или меньше опорного. Если подведенное к другому входу напряжение превышает опорное, то выходное напряжение имеет положительное значение, если меньшее – отрицательное.