операционные усилители

В доцифровые времена учёные и изобретатели бились над созданием аналогового компьютера, временами добиваясь серьёзных успехов. Здесь можно назвать и приборы, предназначенные для расчёта положения звёзд, траектории снарядов, решения интегральных уравнений механическим способом. 

Среди этих изобретений был механический калькулятор и вычислительное устройство, оперирующее при расчётах водой. Чтобы электрифицировать аналоговую вычислительную машину, были разработаны операционные усилители, решающие математические задачи. В качестве аналоговых значений здесь использовалось напряжение, разные значения которого позволяли успешно моделировать разнообразные математические операции – сложение/вычитание, дифференцирование и интегрирование.

Виды

Сегодня полупроводниковые бренды производят сотни моделей малошумящих операционных усилителей, которые можно разбить на несколько основных групп:

1. Исходя из внутреннего устройства, ОУ бывают на биполярных, биполярно-полевых и БТИЗ-транзисторах
2. Подавляющая часть выпускаемых ОУ относится к группе общего назначения. Это относительно недорогие устройства, обладающие низкой точностью и мощностью.
3. Быстродействующие модели характеризуются высокой динамичностью.
4. Прецизионные ОУ обеспечивают высокий коэффициент усиления при среднем быстродействии.
5. Мощные усилители рассчитаны на питание 15 V.
6. Высоковольтные ОУ могут работать с напряжением более 50 V.

Историческая справка

Всё начиналось с ламповых операционных усилителей с однополярным питанием, выпущенных в начале 40-х годов. В 63-м году сотрудник компании «Fairchild Semiconductor» разработал интегральный усилитель на девяти транзисторах, предназначенный для военной аппаратуры. Стоила эта модель $300. Этот же инженер через 2 года создал интегральный усилитель общего применения, стоивший всего $10. 

Для оборудования индустриальной автоматизации цена оказалась вполне приемлемой. В конце 70-х ОУ стали выпускать на другой элементной базе, используя полевые транзисторы PN-типа. А в начале 80-х годов стали использовать БТИЗ.

Приборы данного класса нашли самое широкое применение в аналоговой схемотехнике. Всего несколько электронных компонентов внешней обвязки превращает высокочастотный операционный усилитель в аналоговую схему обработки сигналов. Выпуск этих изделий налажен настолько хорошо, что в оптовых партиях их цена равна всего нескольким центам. Дорого стоят лишь мощные операционные усилители с эксклюзивными техническими характеристиками.

Питание

Чаще всего практикуется двуполярное питание по такой схеме:

• +U;
• сигнальная земля;
• –U.

В более простом варианте используются операционные усилители с однополярным питанием, а общую точку формируют искусственно.

Где купить?

Есть несколько вариантов магазинов, где можно выбрать и приобрести с доставкой ОУ. «Радиоэлектронные компоненты» – это один из крупнейших интернет-магазинов электронных компонентов, где приборы этого типа представлены очень широко. AliExpress – это крупнейшая китайская онлайн-платформа, где вы можете купить любую модель по разумной цене. «TME» – это европейский интернет-магазин, который предлагает широкий ассортимент электронных компонентов. «Mouser» – крупнейший мировой интернет-магазин радиодеталей, где вы можете купить ОУ от таких производителей, как Texas Instruments, Analog Devices, STMicroelectronics.