3.Обратные связи в схемах с оу

В ОУ обратная связь отрицательная, если она подается с выхода ОУ

на инвертирующий вход и положительная, если она подается на неинвертирующий вход.

При последовательной обратной связи входной сигнал и сигнал обратной связи подаются на разные входы микросхемы.

При параллельной обратной связи входной сигнал и сигнал обратной связи подаются на один вход микросхемы.

За счет снижения Кu при введения обратных связей можно улучшить остальные параметры схемы:

• повысить стабильность Кu

• уменьшить Rвых

• расширить линейную область передаточной характеристики и снизить искажения при передаче сигналов большой амплитуды.

При необходимости большого усиления сигналов применят многокаскадные

схемы, в которых каждый каскад выполнен на ИОУ и охвачен цепью обратной связи.

С помощью обратных связей на ИОУ реализуют следующие схемы:

1. Масштабные усилители.

2. Операционные схемы.

3. Схемы усилителей со специальными частотными характеристиками.

4. Идеальный оу и правила анализа схем с оу

При анализе схем с ИОУ реальный ИОУ представляют идеальным с параметрами Ку=¥, Rвх=¥, Rвых=0.

Передаточную характеристику представляют в виде:

Правила анализа

1. Напряжение между входами идеального ОУ в линейном режиме равно 0

К=Uвых/Uвх = Uвых/Uаb

Uаb=Uвых/К = Uвых/¥ = 0

2. Входы идеального ОУ не потребляют ток от источника входного сигнала

Iаb=Uвх\Rвх = Uвх\¥ = 0

5. Неинвертирующий операционный усилитель с обратной связью

Обратная связь отрицательная и последовательная.

Iаb=0 Uab=0 Uoc=(Uвых\R1+R2)*R2

По второму закону Кирхгофа для входной цепи можно записать

Uвх-Uос-Uab=0

Uab=0Þ Uвх=Uoc=(Uвых/R1+R2)*R2

К_UOC=Uвых/Uвх = (R1+R2)/R2

Передаточная характеристика

Входное сопротивление данного усилителя велико, т.к от источника входного сигнала отбирается ток, равный току собственно операционного усилителя который равен 0.

Iвх=Iab=0

Это является особенностью неинверирующего усилителя.

Видно, что линейная область расширена, а коэффициент усиления Кuос, уже как бы не зависит от свойств ОУ.

Важным частным вариантом схемы рис.3.4 при R_ос= ¥, является схема повторителя напряжения на ОУ, представлена на рис.3.6.

Рис.3.6.

Повторитель охвачен 100%-й ООС (F=К>>1),имеет единичный коэффициент передачи по напряжению и входные и выходные параметры, близкие к параметрам идеального усилителя:

K₊=1,

R_вх.ус = (R_вх.оу К)® ¥, (3.10)

R_вых.ус = (R_вых.оу / К)®0.

Инвертирующий оу с обратной связью.

Передаточная характеристика усилителя

О братная связь отрицательная и параллельная

По 2-му закону Кирхгофа для узла (а)

Iвх+Ioc+Iab=0

Так как по 2-у правилу Iab=0, то Iвх= - Ioc.

По 2-му закону Кирхгофа для входной цепи

Uвх +Uab- R1*Iвх=0 Uаb=0 Þ Iвх= Uвх\R1

- Ioc=Uвых\R2 Uвх\R1 = - Uвых\R2 Þ Uвых\Uвх = - R2\R1

К_Uoc= - R2\R1

Существенное отличие инвертирующего усилителя от неинвертирующего в том, что Rвх гораздо меньше.

Rвх= Uвх/Iвх= (Uвх/ (Uвх/R1)) = R1

Это является недостатком данной схем

Неинвертирующий и инвертирующий операционные усилители называют масштабными усилителеями.