Operasyonel yükselteç
Kısa tanım
İki girişi arasındaki gerilim farkını çok yüksek kazançla yükselten ve dış dirençlerle kazancı ayarlanabilen entegre elektronik devre elemanıdır.
Diğer adları: Op-amp, İşlemsel yükselteç, Opamp
Ses sistemlerinden ölçüm cihazlarına, sensör devrelerinden filtrelere kadar analog elektroniğin temel taşı operasyonel yükselteçtir (op-amp). Adı, ilk kullanıldığı analog bilgisayarlarda toplama, çıkarma, türev ve integral gibi matematiksel "işlemleri" yapmasından gelir.
İdeal op-amp kuralları
Op-amp'in kendi kazancı çok yüksektir (100.000 ve üzeri). Geri besleme ile kullanıldığında iki basit kural devre analizini kolaylaştırır: (1) girişlerden akım akmaz, (2) negatif geri besleme varsa iki giriş arasındaki gerilim farkı sıfıra yakın tutulur.
Temel devreler
- Eviren kuvvetlendirici:
Kazanç = −Rf / Rin. Çıkış girişle ters fazdadır. - Evirmeyen kuvvetlendirici:
Kazanç = 1 + Rf / Rg. - Gerilim izleyici (buffer): Kazanç 1'dir; yüksek empedanslı kaynağı yükten ayırmak için kullanılır.
- Toplayıcı, fark alıcı, integral alıcı ve aktif filtreler de aynı elemanla kurulur.
Örnek: Evirmeyen bir devrede Rf = 47 kΩ ve Rg = 4,7 kΩ seçilirse kazanç 1 + 10 = 11 olur; 0,2 V'luk bir sensör sinyali 2,2 V'a yükseltilir. Eviren devrede Rf = 100 kΩ, Rin = 10 kΩ ile kazanç −10'dur. Hesabı op-amp kazanç hesaplamasıyla yapabilirsin.
Gerçek sınırlar
Gerçek op-amp'lerde çıkış besleme gerilimini aşamaz (çoğu zaman biraz altında kalır), kazanç frekans arttıkça düşer (kazanç-bant genişliği çarpımı) ve girişte küçük bir ofset gerilimi bulunur. Sinyal seviyelerini ayarlamak için gerilim bölücü, belirli frekansları geçirmek ya da bastırmak için filtre kesim frekansı hesabı op-amp devreleriyle birlikte sık kullanılır.