Схемы включения оу
схемы включения оу
На рис. 4 приведена схема дифференциального включения ОУ. Найдем зависимость выходного напряжения ОУ от входных напряжений. Вследствие свойства а) идеального операционного усилителя разность потенциалов между его входами p и n равна нулю. Соотношение между входным напряжением U 1 и напряжением U p между неинвертирующим входом и общей шиной определяется коэффициентом деления делителя на резисторах R 3 и R 4 : U p = U 1 R 4 /(R 3 +R 4 ) (3) Поскольку напряжение между инвертирующим входом и общей шиной U n = U p , ток I 1 определится соотношением: I 1 = (U 2 - U p ) / R1 (4) Вследствие свойства c) идеального ОУ I 1 =I 2 . Выходное напряжение усилителя в таком случае равно: U вых = U p - I 1 R 2 (5) Подставив (3) и (4) в (5), получим: U вых = (U 1 - U 2 ) R2 / R 1 (7) Примечание 1 : Нетрудно убедиться, что соотношения (6), (7) справедливы и в случае, если вместо резисторов R 1 и R 2 включены двухполюсники, содержащие в общем случае конденсаторы и катушки индуктивности, с операторным входным сопротивлением, соответственно, Z 1 (s) и Z 2 (s). Инвертирующее включение. При инвертирующем включении неинвертирующий вход ОУ соединяется с общей шиной (рис. 5). Рис. 5. Инвертирующее включение ОУ. Таким образом, выходное напряжение усилителя в инвертирующем включении находится в противофазе по отношению ко входному. Коэффициент усиления входного сигнала по напряжению этой схемы в зависимости от соотношения сопротивлений резисторов может быть как больше, так и меньше единицы. Найдем входное сопротивление схемы. Поскольку напряжение на неинвертирующем входе относительно общей шины равно нулю, согласно свойству а) идеального ОУ входной ток схемы I 1 = U 2 / R 1 . Следовательно, входное сопротивление схемы R вх = R 1 . Поскольку напряжение на неинвертирующем входе усилителя равно нулю, а согласно свойству а) идеального ОУ разность потенциалов между его входами равна нулю, то инвертирующий вход в этой схеме иногда называют виртуальным (т.е. воображаемым) нулем. Неинвертирующее включение. При неинвертирующем включении входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ, а на инвертирующий вход через делитель на резисторах R 1 и R 2 поступает сигнал с выхода усилителя (рис. 6). Здесь коэффициент усиления схемы K найдем, положив в (6) U 2 = 0, R 3 = 0, R 4 бесконечно велико. Получим: Рис. 6. Неинвертирующее включение ОУ. Как видно, здесь выходной сигнал синфазен входному. Коэффициент усиления по напряжению не может быть меньше единицы. В предельном случае, если выход ОУ накоротко соединен с инвертирующим входом, этот коэффициент равен единице. Такие схемы называют неинвертирующими повторителями и изготавливают серийно в виде отдельных ИМС по нескольку усилителей в одном корпусе. Входное сопротивление этой схемы в идеале - бесконечно. Ниже будет показано, что у повторителя на реальном операционном усилителе это сопротивление конечно, хотя и весьма велико.Предыдущая страница Следущая страница