Operační zesilovače

Proto se používá omezování zesílení jak v oblasti nízkých tak i vysokých frekvencí, což se provádí rezistory R3 (při nízkých) a R4 (při vysokých frekvencích). Volíme-li R3 » RN a R2 « R1 dostaneme omezení střídavých signálů při frekvencích f0 = 1/2R3CN a f3 = 1/2R2C1.

9) Logaritmický zesilovač

Logaritmický zesilovač dává výstupní napětí úměrné logaritmu vstupního napětí. Logaritmickou charakteristiku získáme pomocí polovodičových diod nebo tranzistorů.

Rezistorem protéká proud i = Uvst/R1. Tento proud protéká rovněž diodou D. Mezi napětím na diodě (které je současně výstupním napětím zesilovače) a proudem platí Shockleyho vztah , kde UT = kT/q je t.zv. teplotní napětí, které se rovná 26mV při 20C,

přičemž k = 1,38.10-23 J/K ... Bolzmanova konstanta

T = absolutní teplota v Kelvinech

q = 1,6.10-19 C ... elementární náboj

Pro výstupní signál dostaneme vztah

Zapojení se používá v případech, že vstupní signál se mění v rozmezí více dekadických řádů a požadujeme výstupní signál v rozmezí jednoho řádu. Zapojení s diodou pracuje v rozsahu cca 3 řádů na vstupu. Mění-li se vstupní signál přesně logaritmicky, mění se výstupní signál lineárně.

Požadujeme-li činnost přes více dekadických řádů, používá se jako exponenciální prvek tranzistor. Principielní zapojení je na obr. Zde pro proud tranzistoru lze napsat vztah a pro výstupní napětí

.

Při použití tranzistorů lze dosáhnout dynamický rozsah až 9 dekád vstupního napětí. Operační zesilovač ale musí mít malý drift a malé vstupní proudy pro plné využití rozsahu. Tyto zesilovače se v praxi ještě doplňují o obvody, potlačující sklon obvodu ke kmitání a o obvody pro kompenzaci teplotních závislostí.

10) Exponenciální zesilovač

Pracuje na stejném principu jako zesilovač logaritmický s tím rozdílem, že exponenciální prvek je zde zapojen na místě impedance Z1 a ve zpětné vazbě je ohmický rezistor R2. Tím přes zpětnovazební rezistor teče exponenciálně se měnící vstupní proud, který na něm vytváří exponenciálně proměnné výstupní napětí.