рис. 2.27Рассмотрим схему неинвертирующего усилителя (рис. 2.27), где имеет место последовательная отрицательная связь по напряжению.

Вначале выполним анализ схемы, используя принятые допущения, а затем выполним анализ на основе выражений, полученных для усилителя с указанной обратной связью.

В соответствии с ранее принятыми допущениями входные токи ОУ равны нулю, т. е. i = i+ = 0 и, следовательно, i1 = i2.

Предположим, что операционный усилитель работает в режиме усиления, тогда uдиф = 0. На основании второго закона Кирхгофа получаем

uR1 = − uвх

uR2 = uвх uвых

Далее имеем следующие выражения:

i1 · R1 = − uвх

i2 · R2 = uвх− uвых

i1 = − uвх / R1

i2 = uвх− uвых / R2

− uвх / R1 = uвх− uвых / R2

uвх · ( 1 / R1 + 1 / R2 ) = uвых / R2

uвых = uвх · ( R1 + R2 ) / R1

uвых = uвх · ( 1 + R2 / R1 )

Таким образом, неинвертирующий усилитель характеризуется коэффициентом усиления по напряжению

Ки = 1 + R2 / R1

Воспользуемся общим выражением для коэффициента усиления усилителя, охваченного последовательной отрицательной обратной связью по напряжению. Предположим, что используется входной сигнал низкой частоты, и поэтому будем использовать вещественные коэффициенты К, β и Ки.ос. В соответствии с общим выражением

Ки.ос = К / ( 1 + К · β )

При К → ∞

Ки.ос = 1 / β

Коэффициент β, как можно заметить из рис. 2.27, определяется выражением

β = R1 / ( R1 + R2 )

Таким образом, при К → ∞

Ки.ос = 1 + R2 / R1

что совпадает с результатом, полученным на основании используемых допущений.

Пусть, например, R1 = 2 кОм, R2 = 4 кОм и uвх = 2 В. Тогда

uвых = 2 · [ 1 + 4 · 103 / ( 2 · 103 ) ] = 6 В

Обратимся к общим выражениям для входного и выходного сопротивлений. Предполагая, что усилитель работает на низкой частоте, используем вещественные сопротивления Rвх, Rвх.ос , Rвых , Rвых.ос . Получаем, что входное сопротивление рассматриваемого усилителя

Rвх.ос = Rвх · [ 1 + К · R1 / ( R1 + R2 ) ]

причем при К → ∞  Rвх.ос → ∞

Аналогично

Rвых.ос = Rвых / [ 1 + К · R1 / ( R1 + R2 ) ]

Очевидно, при К → ∞  Rвых → 0. Заметим, что полученное выражение совпадает с приведенным выше выражением для усилителя с параллельной отрицательной обратной связью.

На входах операционного усилителя, использующегося в неинвертирующем усилителе, имеется синфазный сигнал, равный напряжению uвх. Это недостаток такого усилителя. В инвертирующем усилителе синфазный сигнал отсутствует.


Рекомендуйте эту статью другим!



рис. 1.141
окт 17, 2016 519

Влияние различных факторов на выходное напряжение операционного усилителя

При практическом использовании операционного усилителя необходимо учитывать, что…
рис. 1.126
сен 02, 2016 1423

Фотодиод, фототранзистор, фототиристор, оптрон, разновидности индикаторов

Фотодиод Рассмотрим устройства, основные физические процессы, характеристики и параметры…
Принцип действия газовой защиты трансформатора 2
апр 04, 2014 5032

Принцип действия газовой защиты трансформатора

Газовая защита относится к основным обязательным защитам трансформатора, поскольку…
Правила присоединения к электрическим сетям
фев 05, 2014 9965

Правила присоединения к электрическим сетям

Вопрос технологического присоединения общественных зданий, частных домов, магазинов и…
датчики измерения температуры 1
мая 26, 2016 5130

Датчики измерения температуры. Типы, принцип работы

Практически в любой современной аппаратуре есть датчики температуры. Это устройство,…