double arrow

Анализ схем инвертирующего и неинвертирующего усилителей


Схемы решающих усилителей (РУ) на основе применения ОУ имеют единый принцип построения: реализация необходимых функциональных возможностей за счет подключения внешних элементов (обратных связей), тип и параметры которых определяют характер выполняемой операции и соответствующие параметры РУ.

Схемы инвертирующего и неинвертирующего усилителей, основанные на применении ОУ, показаны на рисунке 3.26.

В схемах использована отрицательная обратная связь путем подключения резистора R2 между выходом и инвертирующим входом.

а - инвертирующий усилитель; б - неинвертирующий усилитель

Рисунок 3.26 - Схемы решающих усилителей

Коэффициент обратной связи для схем инвертирующего и неинвертирующего усилителей одинаков и определяется по формуле:

Кос = b = . (3.38)

В схеме на рисунке 3.26, а входной сигнал поступает на инвертирующий вход через делитель с коэффициентом

m . (3.39)

Выходное напряжение в схеме на рисунке 3.26, а имеет знак, противоположный знаку входного, и коэффициент усиления КU имеет отрицательное значение.

а - инвертирующий усилитель; б - неинвертирующий усилитель

Рисунок 3.27 - Структурные схемы усилителей




В схеме на рисунке 3.26, б входной сигнал поступает на неинвертирующий вход и коэффициент усиления этой схемы имеет положительный знак.

Представим схемы усилителей на рисунке 3.26 в виде структурных схем (рисунок 3.27).

На рисунке 3.27 операционный усилитель (ОУ) представлен коэффициентом усиления по напряжению К. Коэффициент обратной связи и делитель определены выражениями (3.38) и (3.39).

Выполнив преобразования, можно получить выражения для определения коэффициента усиления КИ инвертирующего и КН - неинвертирующего усилителей:

,

.

Учитывая, что b К >> 1, выражения для КИ и КН принимают вид:

, (3.40)
. (3.41)

Выражения (3.40) и (3.41) показывают, что при большом значении коэффициента усиления ОУ (103…105) величина в скобках , равна единице, и коэффициенты усиления (3.40) и (3.41) зависят от соотношения параметров внешних элементов (R1 и R2) и не зависят от параметров ОУ.

Одной из центральных задач при проектировании схем с применением ОУ является выбор параметров внешних элементов, подключаемых к ОУ, так как выражения (3.40) и (3.41) устанавливают соотношения между сопротивлениями резисторов R1 и R2 при заданном значении КИ и КН.







Сейчас читают про: