Operační zesilovač bez zpětné vazby
Pokud zapojíme operační zesilovač (OZ) bez zpětné vazby, nebude jeho obrovské zesílení ničím omezeno. Potom stačí nepatrné napětí na vstupu a výstup zesilovače se dostane do saturace. To znamená, že se zesilovač otevře naplno a dále již nereaguje na změny napětí na vstupu. Na výstupu je maximální napětí. O tom jestli se zesilovač otevře do kladných nebo záporných hodnot rozhoduje vstup, na který je přivedeno vyšší napětí. Toto zapojení se nazývá komparátor a je zachyceno na obr. 1. Antiparalelně zapojené diody mezi vstupy omezují kladné i záporné napětí, které díky nim nepřesáhne hodnotu prahového napětí diody (max. 0,7 V). To je výhodné protože, na vstupech se často porovnávají napětí o několik řádů nižší.
Obr. 1 Komparátor s operačním zesilovačem. Na výstupu je kladné nebo záporné nebo záporné napětí.
Na první vstup komparátoru přivedeme neznámé napětí Ux, které komparátor porovnává s referenčním napětím Uref, jehož hodnotu volíme podle potřeby. Pomocí tohoto referenčního napětí zesilovač zjišťuje jestli je neznámé napětí menší nebo větší než referenční. Výstupní napětí nabývá dvou stabilních úrovní: kladné nebo záporné saturace.
Obr. 2 Převodová charakteristika komparátoru.
Na obr. 2 je znázorněna převodová charakteristika komparátoru. Napětí Uz udává změnu napětí potřebnou k překlopení komparátor z jedné úrovně do druhé. Rozlišovací schopnost komparátoru je definována jako nejmenší rozdíl napětí, které komparátor registruje.
Literatura
Václav Malina; Poznáváme elektroniku III, nakladatelství Kopp, České Budějovice, 1997