Инвертирующая и неинвертирующая схемы усилителей на ОУ

(1)

Коэффициент усиления инвертирующего усилителя (рис. 1) определяется по формуле

К_u = - Z ₂/ Z ₁,

где Z ₁ = R ₁, а Z ₂ = R ₂.

  R^¢ ₁ R ₂ U_{вх 2}   + U_п     R ₁     - U_п    

Рис. 1. Схема инвертирующего усилителя на ОУ

Расчёт в этом случае сводится либо к выбору R ₂ и определению значения R ₁, либо, наоборот, к выбору R ₁ и определению R ₂. Минимальное значение R ₂ ограничено предельно допустимым значением сопротивления внешней нагрузки ОУ, а максимальное – его входным током. Ток делителя R ₁ R ₂ должен, как минимум, на порядок превышать входной ток ОУ. Полагая, что инвертирующий вход ОУ имеет приблизительно нулевой потенциал, при выборе R ₁ следует учитывать выходное сопротивление электрической цепи (его надо прибавить к сопротивлению R ₁), нагруженной на вход данного усилителя.

Например, полагая R ₁ = 2 кОм, а требуемое значение К_u = 20, получим

R ₂ = 40 кОм. Если выходное сопротивление источника сигнала, подаваемого на вход R_вых = 100 Ом, то R _1S = 2,1 кОм, а R ₂ = 42 кОм.

Следует также отметить то, что в инвертирующем усилителе фаза выходного напряжения сдвигается на 180° относительно входного.

Если R ₁ заменить на С ₁, то тогда Z ₁ = 1/ jwC и мы получаем дифференцирующий усилитель, а если R ₂ заменим на С ₂, то Z ₂ = 1/ jwC и мы получаем интегрирующий усилитель (интегратор).

Число входов инвертирующего усилителя можно увеличить, добавив сопротивление R ₁ на инвертирующем входе ОУ. Такая схема позволяет суммировать и усиливать несколько сигналов.

Схема неинвертирующего усилителя на ОУ приведена на рис. 2. Исходя из условия виртуального замыкания входных цепей ОУ напряжение на инвертирующем входе будет повторять напряжение сигнала. При этом коэффициент усиления К_u = 1 + R ₂/ R ₁. Соображения по выбору R ₂ остаются прежними. Например, для получения К_u = 50, полагая R ₁ = 2 кОм, получим R ₂ = (50 – 1) R ₁ = 98 кОм. Напряжение на выходе данного усилителя совпадает по фазе с входным напряжением.

Рис. 2. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ

Дата добавления: 2015-05-06