Типовое включение операционника

Понятно, что усилитель с бесконечным усилением, или даже с усилением в 10 000 раз нам не нужен. Чтобы получить нужный нам коэффициент усиления, применяется отрицательная обратная связь. Часть напряжения с выхода усилителя подается на его инвертирующий вход. Таким образом, ограничивается коэффициент усиления, и снижаются искажения. ОУ действительно позволяет без проблем построить усилитель с заданным коэффициентом усиления.

[ Коэффициент усиления ] = ([ Сопротивление резистора R1 ] + [ Сопротивление резистора R2 ]) / [ Сопротивление резистора R1 ] Приведенное соотношение точно выполняется при бесконечном коэффициенте усиления операционника и приблизительно - при высоких, но конечных его значениях.

Вспомним о том, что реальный операционный усилитель имеет конечное быстродействие. То есть он задерживает выходной сигнал по отношению к входному. В этом случае отрицательная обратная связь совсем не так хороша, как в идеальном. На рисунке приведен выходной сигнал приведенной схемы в случае идеального и реального ОУ, когда разность напряжений на входах отвесно возрастает с нуля до 1 вольта.

Более того, на определенной частоте сдвиг выходного сигнала относительно входного может достигнуть такой величины, что отрицательная обратная связь превратится в положительную, и начнется генерация на этой частоте. Применение цепей коррекции, снижающих усиление на высоких частотах, позволяет избежать генерации, но ухудшает усилитель. Используя такой подход, можно построить приличный усилитель, рассчитанный на усиление сигнала определенной формы и частоты, но не широкополосный усилитель.

Классификация операционных усилителей

Операционные усилители классифицируются по: напряжению питания - его значение, однополярное или двухполярное, входному сопротивлению (операционники с входным сопротивлением меньше 10 МОм в настоящее время практически вышли из употребления), максимальной рабочей частоте / быстродействию, коэффициенту шума - бывают малошумящие и с ненормированным коэффициентом шума