Неинвертирующий усилитель на основе операционного усилителя


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 u диф = 0. На основании второго закона Кирхгофа получаем

u1 = − u вх u2 = u вх − u вых

Далее имеем следующие выражения:

i 1 · R 1 = − u вх i2 · R2 = u вх − u вых i1 = − u вх / R2 = u  вх − u ых  / R− u вх / R1 = u вх − u вых / Ru вх · ( 1 / R1 + 1 / R2 ) = u вых / Ru вых = u вх · ( R1 + R2 ) / Ru вых = u вх · ( 1 + R2 / R1 )

Таким образом, неинвертирующий усилитель характеризуется коэффициентом усиления по напряжению

Ки = 1 + R 2 / R 1


Васильев Дмитрий Петрович
Васильев Дмитрий Петрович
Профессор электротехники СПбГПУ
Задать вопрос
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 = R 1 / ( R 1 + R 2 )

Таким образом, при К → ∞ Ки.ос = 1 + R 2 / R 1 что совпадает с результатом, полученным на основании используемых допущений.


Пусть, например, R1 = 2 кОм, R2 = 4 кОм и u вх = 2 В. Тогда u вых = 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 · R 1 / ( R 1+ R 2 ) ] причем при К → ∞ Rвх.ос → ∞ Аналогично Rвых.ос = Rвых / [ 1 + К · R 1 / ( R 1 + R 2 ) ]

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 u вх . Это недостаток такого усилителя. В инвертирующем усилителе синфазный сигнал отсутствует.


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об энергетике, электротехнике и электронике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: