Типовые схемы ОУ

При рассмотрении схем ОУ пользуются двумя упрощающими расчеты правилами:

1. выход ОУ стремится к тому, чтобы разность напряжений между входами была равна нулю,

2. входы ОУ ток не потребляют.

Вводят вспомогательный уровень на входе ОУ U_A, который называется: квазиуровень 0, виртуальный ноль или мнимое заземление.

8 Инвертирующий усилитель. По способу включения ООС – это параллельная

ОС по напряжению, точка виртуального 0 – U_A.

+ выход

- U_вых

U_вх. R1 R_ос

U_A U_вых= -(R_ос/R1)U _вх

В данной схеме U_A = 0, поэтому на основании приближения идеальности усилителя (правило(2)) можно записать:

8 Неинвертирующий усилитель. Это случай последовательной ООС по напряжению. По правилу (1) U_A = U_вх1. По второму правилу, раз ОУ не потребляет входной ток, можно записать:

U_A=U_выхR1/(R1+R_ос), I_R1 = I_ROC = I, U_вых = I(R1 + R_OC),

A_Uос=U_вых/U_вх=1+R_ос/R1. (*)

U_вх1 Вход +

выход

R1 U_A

-

- R_ос

Входной импеданс бесконечен, а выходной приближается к нулю.

В более общем случае:

U_{1 +}

Можно ввести коэффициент обратной

связи: F = u_ос/u₀ = Z1/(Z1+Z2)

U₀ = A_0UU_i U_i U₀

U_i=U₁-U₂^'-U_ос = U₁-U₂^’-FU₀ U₂ -

U₀(1+FA_0U) = A_0U(U₁-U₂^')

U₂^' = U₂[Z2/(Z1+Z2)] Z1 Z2

U₀ = [A_0U/(1+FA_0U)](U₁-U₂^') = A_Uос(U₁-U₂^’)

U₂^'+u_ос

A_Uос = A_0U/(1+FA_0U)» A_0U/FA_0U = (Z1+Z2)/Z1 = =A_Uос=1+Z2/Z1.

Это соотношение получено для бесконечной величины A_0U.

Для случая конечной величины коэффициента усиления

U_i=U₀/A_0U, U₂^'=U₁-U₀/A_0U.

Используя уравнения узловых потенциалов:

(U₂-U₁+U₀/A_oU)Y1 = (U₁-U₀/A_0U-U₀)Y2, Þ U₀(Y2+Y2/A_0U+Y1/A_0U) = -U₂Y1+U₁(Y1+Y2).

.

По полученной формуле выходное напряжение в первой схеме (*)

U₀ = A_UосU₁ = (1+R2/R1)U₁. U₂=0. A_Uoc = 1/F = (Z1+Z2)/Z1.

8 Повторитель.

U₁ вход + выход

-

Z_вх>>100 Ком, Z_0(вых)<<100 Ом, U₀ » U₁

8 Суммирующий усилитель 8 Дифференциальный усилитель

+ U₀ U₂ R1 + U₀

R2

- -

U₁ R1¹ R2 U₁ R1 A R2

U₂ R1²

U₃ R1³

U₀ = -R2 K = R2/R1

Дата добавления: 2014-01-04