Инвертирующий усилитель

Как следует из названия, «инвертирующий усилитель» усиливает сигнал и сдвигает фазу входного напряжения на 180° (рис. 58,а). Естествен­но, что при этом входное напряжение подается на инвертирующий вход, а неинвертируюший вход заземляется.

Через резистор R_o.c. создается цепь ООС. Нетрудно убедиться, что эта ООС параллельная и по напряжению.

Учитывая свойства ОУ, можем сделать реальные допущения, что

U_д = U₊ - U_-_ = 0 и ток, потребляемый на входе ОУ, стремится к 0. Отсюда следует важный для анализа вывод - потенциалы инвертирующего (точка А) и неин- вертирующего (точка В) входа равны между собой, а так как потенциал

неинвертирующего входа равен нулю, следовательно, и инвертирующий вход имеет нулевой потенциал.

Рассмотрим вариант подачи на вход положительного по отношению к земле напряжения сигнала и соответственно получим направления тока, ука­занные на рис. 58,а.

Учитывая, что в точке А - нулевой потенциал, можно записать, что I=U_вх/R₁, но так как в ОУ R_BX—>∞, то весь ток I потечет через R_o.c. и создаст на нем падение напряжения

Резистор R_oc одним концом подключен к точке А с нулевым потен­циалом, а другим концом к точке С, имеющей потенциал U_вых, следовательно, U_Rо.с = U_вых. По заданному направлению тока потенциал в точке С - отрица­тельный по отношению к земле. Таким образом, произошла инверсия - на вход подано напряжение сигнала со знаком «+», снимается - со знаком «-». Отсюда U_вых=-IR_о.c=-(U_вх/R₁) R_о.c Следовательно,

Следовательно, чтобы сохранить большое входное сопротивление ОУ, сопротивление резистора R1 берется равным десяткам и сотням килоом. Для получения большого коэффициента усиления согласно формуле (13) R_oc должно быть во много раз больше, чем R₁. Следует отметить, что принятые допущения дают результаты, близкие к реальным.

При усилении переменных напряжений схема включения ООС оста­ется такой же, однако если требуется усилить только переменную состав­ляющую сигнала без постоянной составляющей, в цепь включают раздели­тельный конденсатор С, емкость которого зависит от низшей частоты сигна­ла и сопротивления R₁ (рис. 58, б). Нижнюю частоту среза, при которой уси­ление составляет 0,707 максимального уровня, определяют по формуле

Одним из применений инвертирующего усилителя является одновре­менное усиление нескольких напряжений (рис. 58, в). Вследствие того что в точке А практически потенциал равен нулю, входные токи не влияют друг на друга и, следовательно, не создается и влияние между входными напряже­ниями.

Отсюда возможно подключение ко входу нескольких различных ис­точников, например, микрофонов, звукоснимателей и г. д.

Дата добавления: 2014-01-03