Выполнение расчета. Схема инвертирующего усилителя показана на рис

1. Разработка схемы

Схема инвертирующего усилителя показана на рис. 5.2. Далее необходимо пояснить все обозначения на схеме:

А – операционный усилитель;

R ₁ – сопротивление во входной цепи, определяющее входное сопротивление усилителя;

R ₂ – сопротивление цепи обратной связи;

R _н – сопротивление нагрузки

U _вх – входное напряжение;

U _вых – выходное напряжение;

+ E ₁ и – Е ₂ – источники питания, как правило, одинаковые по величине.

2. Расчет усилителя

1) Рассчитываем амплитуду тока в цепи нагрузки

I_{m н} = .

2) Выбираем значение амплитуды тока в цепи обратной связи из соотношения

I_{m 2} = (0,02…0,05)× I_{m н}.

Выбираем, например, значение: I_{m 2} = 0,04× I_{m н}.

3) Так как амплитуды токов I_{m 1} и I_{m 2} равны, то:

I_{m 1} = I_{m 2}.

4) Определяем сопротивление резистора во входной цепи

R ₁ = .

5) Определяем сопротивление резистора в цепи обратной связи

R ₂ = .

6) Выбираем значения сопротивлений резисторов R ₁ и R ₂ по таблице из ряда Е24:

R ₁ =, R ₂ =.

7) Рассчитываем заданный коэффициент усиления напряжения

K_u = .

8) Поскольку значения сопротивлений резисторов R ₁ и R ₂ имеют номинальные значения, то полученный коэффициент усиления разработанного инвертирующего усилителя может отличаться от заданного значения. Поэтому рассчитываем коэффициент усиления напряжения разработанного инвертирующего усилителя

K_{u и} = .

9) Сравниваем значения K_u и K_{u и} и находим относительную погрешность коэффициента усиления разработанного инвертирующего усилителя

10) Делаем вывод о полученном результате: относительная погрешность не должна превышать значение: ± 5 %.

11) Строим эпюры U _вх = f (t); U _вых = f (t) в масштабе.

U вых U вх Рисунок 5.3 – Эпюры напряжений инвертирующего усилителя

Контрольные вопросы

1. Приведите схему инвер-тирующего усилителя на ОУ.

2. Запишите формулу для определения коэффициента уси-ления инвертирующего усили-теля по значениям входного и выходного напряжений и по значениям сопротивлений резисторов R 1 и R 2.

3. Докажите, что входной ток равен току в цепи ООС.

4. Нарисуйте эпюры входного и выходного напряжений

5.6. Рекомендованная литература

1. Воробйова О.М. Основи схемотехніки: підручник / О.М. Воробйова, В.Д. Іванченко. – [2-ге вид.]. – Одеса: Фенікс, 2009. – С. 159 – 166.

2. Воробйова О.М. Основи схемотехніки: У 2-х частинах: навч. посіб. / О.М. Воробйова, В.Д. Іванченко. – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004. – Частина 2. – С. 136 – 145.

3. Воробьева Е. М. Основы схемотехники: В 2-х частях: конспект лекций / Е.М. Воробьева, В.Д. Иванченко. – Одесса: ОНАС им. А.С. Попова, 2012. – Часть 2. – С. 55-65.

Тема 6. Каскады на операционных усилителях.