A műveleti erősítő egy integrált áramkör, amelynek olyan erősítője van, amelynek tulajdonságai bizonyos mértékben közel állnak az ideális erősítőhöz. Ideális erősítőnek azt az áramkört tekintjük, amelynek végtelen bemeneti ellenállása, nulla kimeneti ellenállása van, és feszültségerősítése a végtelenhez közelít. Egy valódi operációs erősítő nem tudja elérni ezeket az értékeket, de néhány paraméter megközelíti őket. Az OZ bemeneti ellenállás nagysága több MΩ (max. 10 MΩ) nagyságrendű. A kimeneti ellenállás több tíz ohm (min. 10 Ω). A feszültségnövekedés körülbelül 2,10 3 - 3,10 6. Az OZ viszonylag összetett univerzális elrendezésében különbözik a klasszikus erősítőtől. Az OZ általában 2 bemenettel rendelkezik, és 2 külön jelet képes feldolgozni. Az egyik bemenet nem invertáló és + (plusz) jellel van jelölve, a másik bemenet invertáló és - (mínusz) előjellel van jelölve.
A védjegyeknek 3 alapvető típusát ismerjük
ÁBRA. 32.a. Műveleti erősítő a) invertáló bemenettel, b) nem invertáló bemenettel, c) szimmetrikus differenciál bemenettel
A harmadik típus a leggyakoribb. Az OZ kimenete általában aszimmetrikus, a kimeneti jel a földről származik, ezért a bemeneti jeleknek mindig a földre kell vonatkozniuk.
Minden műveleti erősítőt táplálni kell. A feszültségforrás a gyártó katalógus adataiban felsorolt OZ csatlakozókhoz csatlakozik.
Az OZ csatlakoztatása egy erősítő funkciójában lehet: invertálás, invertálás nagy erősítéssel, nem invertálás, differenciál, integrálás, deriválás.
1. OZ csatlakozás az inverteres erősítő funkciójában: A jel az invertáló bemenetre (-) kerül. Az erősítő teljes erősítését az R1 és R2 ellenállások aránya adja meg.
ÁBRA. 32. b. Az OZ csatlakoztatása az inverter erősítő funkciójában
2. Az OZ összekapcsolása nagy erősítésű inverteres erősítő funkciójában:
A kapott erősítéshez R4 - R5 feszültségosztót csatlakoztatunk a kimenethez. A kapcsolat érvényes:
Mindkét csatlakozás kimeneti ellenállása megegyezik az R1 ellenállás ellenállásával. Az R3 ellenállás részben kompenzálja az OZ bemeneti áram hatását. Ellenállását a kapcsolatnak megfelelően választják meg:
ÁBRA. 32. c. Az OZ csatlakoztatása nagy erősítésű inverteres erősítő funkciójában
3. Az OZ csatlakoztatása a nem invertáló erősítő funkciójához:
A jel egy nem invertáló bemenetre (+) kerül. Amikor R2 = 0 vagy R1 = ∞ (nyitott áramkör) ellenállás van, akkor feszültségátadás történik
ÁBRA. 32. d. Az OZ csatlakoztatása a nem invertáló erősítő funkciójához
4. Az OZ csatlakoztatása a differenciálerősítő funkciójához:
Az ellenállások között pontosan kell lennie: R1 = R2 = R3 = R4. Gyakran a következőket is választják: R1 = R2; R3 = R4. Ez a műveleti erősítő legjellemzőbb és leggyakrabban használt kapcsolata. Az U2 kimenőjel egyenlő az AU feszültségátvitel két U1 és U1aa bemeneti jelének különbségével.
ÁBRA. 32.e. Az OZ csatlakoztatása a differenciálerősítő funkciójában
5. Az OZ összekapcsolása az erősítő integrálásának funkciójával: A C kondenzátor a visszacsatolási hurokban van csatlakoztatva. Fiktív C-ként viselkedik a bemeneti terminál és a föld között, de a kapacitás körülbelül Au-szeresére nő.
ÁBRA. 32.f. Az OZ összekapcsolása az erősítő integrálásának funkciójával
6. Az OZ csatlakoztatása egy derivált erősítő funkciójában: Az áramkör inverz funkcióval rendelkezik az előző csatlakozáshoz képest. A kimeneti jel tehát arányos a bemenő jel deriváltjával. A kimeneti jel nagysága a bemenő jel változásainak nagyságától függ. Az említett függvény feltétele, hogy az f frekvencia alacsonyabb legyen, mint a frakció értéke
Ábra. 32.g. Az OZ összekapcsolása egy derivált erősítő funkciójában
Ez csak néhány példa arra, hogyan lehet használni az OZ-t, amely képes logaritmikus erősítőként, kis AC jelek egyenirányítójaként, frekvenciaszűrőként is működni.