Operatsioonivõimendiahelad

Operatsioonivõimendiahelad, tuntud ka kui op-ampiahelad, on elektroonilised ahelad, mis kasutavad operatsioonivõimendeid (op-ampe) signaalide töötlemiseks. Op-amp on kõrge võimendusega, diferentsiaalne sisendiga, ühe väljundiga analoogintegreeritud vooluahel. Need ahelad on mitmekülgsed ja neid kasutatakse laialdaselt paljudes rakendustes, sealhulgas signaali võimendamine, filtreerimine, summeerimine ja võrdlemine.

Operatsioonivõimendiahelate tööpõhimõte põhineb op-ampide kõrgel avatud aasa võimendusel ja diferentsiaalsel sisendil. Kaks peamist sisendit on mitteinverteeriv (+) ja inverteeriv (-). Väljund püüab hoida neid kahte sisendit võrdsena. Selle omaduse ärakasutamine tagasisidestuse abil võimaldab luua erinevaid funktsioone. Näiteks inversse sisendiga ühendatud takisti ja mitteinverseeriv sisend maapinna külge ning negatiivne tagasiside op-ampist väljundist tagasi inversse sisendisse moodustab inversse võimendiahela, kus väljundsignaal on võimendatud ja pööratud faasiga sisendsignaali suhtes.

Levinud operatsioonivõimendiahelate hulka kuuluvad inversne võimendi, mitteinversne võimendi, puhver (voltage follower), summeeriv võimendi ja diferentsiaalvõimendi. Inversne võimendi võimendab ja inverteerib sisendsignaali. Mitteinversne võimendi võimendab sisendsignaali ilma faasi pööramiseta. Puhver ahel kasutab täielikku tagasisidet, mille tulemuseks on võimendus üks (ehk signaal läbib ahelat ilma muutusteta), mida kasutatakse impedantsi muutmiseks. Summeeriv võimendi liidab kokku mitu sisendsignaali, samas kui diferentsiaalvõimendi võimendab sisendite vahet. Need lihtsad ahelad moodustavad aluse keerukamate signaalitöötlussüsteemide loomisel.