Ali integrirana vezja res znajo računati? Seveda znajo: od dragih in zmogljivih velikih računalnikov, prek množično uporabljenih PC-jev vse do poceni žepnih kalkulatorjev, različne vrste integriranih vezij opravljajo prav to funkcijo – izvajajo računske operacije, od enostavnega seštevanja do izračunov zapletenih matematičnih funkcij.
Vendar moramo vedeti tudi to: v vse te računalnike so vgrajena digitalna integrirana vezja, ki računajo s števili; če želimo neko analogno veličino obdelati z računalnikom, jo moramo najprej digitalizirati, kar pomeni, da jo pretvorimo v število.
Obstajajo tudi drugačni računalniki, ki direktno obdelujejo analogne veličine (na primer napetost in tokove) in na izhodu prav tako dajo rezultat v analogni obliki (kot napetost na izhodnem priključku ali tok, ki teče iz njega). V tej seriji člankov bomo spoznali nekaj osnovnih vezij takšnih, analognih računalnikov. Omeniti je še treba, da je mogoča izvedba analognih računalnikov tudi z drugimi tehnologijami, na primer s pomočjo hidravličnih elementov, vendar se bomo mi omejili le na elektronska vezja.
Izdelali bomo tudi nekaj enostavnih elektronskih vezij, s katerimi bomo preverili, če res veljajo opisani principi in omenjene matematične formule. Za to bo dovolj prototipna ploščica in nekaj poceni elektronskih komponent. Najprej pa moramo spoznati operacijske ojačevalnike, ki so osnovni elementi analognih računalnikov.
OPERACIJSKI OJAČEVALNIKI
Slika 1 levo prikazuje zelo poenostavljeno shemo nekega operacijskega ojačevalnika. V vhodnem tokokrogu lahko vidimo tranzistorja T1 in T2 v vezavi diferencialnega ojačevalnika. Za začetek si predstavljajmo, da sta karakteristiki vhodnih tranzistorjev identični, ter da imata bazi povezani paralelno in je na njih potencial 0 V. V tem primeru bosta tokova skozi T1 in T2 enaka, zato bo tok skozi upor R2 tekel proti negativni napetosti napajanja, U-, v enakih vrednostih iz tranzistorjev T1 in T2, torej polovica tega toka teče skozi T1, druga polovica pa skozi T2. Recimo da sta upora R1 in R3 in ojačenje tranzistorja T3 tako izbrani, da je pri opisanih okoliščinah napetost izhodnega priključka (označen je s puščico) natančno 0 V.
Računajmo z integriranimi vezji! (1)
