1.3.4 Инвертирующий усилитель

 В схеме (см. рисунок 1.15)  примем допущения: ; .   (1.1)                                                                                 

Так как и , то . Следовательно точку А можно считать закороченной на землю.

По первому закону Кирхгофа , а так как , то  и, следовательно, .

Определим коэффициент усиления инвертирующего усилителя

                                          .                   (1.2)     

Из (1.2) видно, что коэффициент усиления инвертирующего усилителя не зависит от параметров ОУ, а определяется только элементами обратной связи.  Здесь имеет место параллельная отрицательная обратная связь по напряжению.

Если , то усилитель (см. рисунок 1.15) является инвертором.

Для симметрирования (уравнивания) входных токов ставится резистор R, который определяется как параллельно соединенные R_ос и R₁

.

1.3.5 Неинвертирующий усилитель

Н а рисунке 1.16,а представлена схема неинвертирующего усилителя. Цепь R_ос–R₁ создает последовательную отрицательную обратную связь (ООС) по напряжению. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. Допустим, что выполняются условия (1.1). Тогда  и . Из рисунка 1.16,а  находим

U_вх = I₁R₁,       U_вых = I₁ (R₁+R_ос), следовательно, коэф-фициент усиления неинвертирующего усилителя равен .

Если  и  (см. рисунок1.16,б), то это повторитель напряжения. Имеет место 100% последовательная ООС по напряжению.

Сигнал на выходе повторяет входной сигнал.

1.3.6 Решающие усилители

1.3.6.1 Инвертирующий сумматор (см. Рисунок 1.17)

И з рисунка 1.17 следует, что , так как , Если , то

.

 

1.3.6.2 Интегратор инвертирующий (см. Рисунок 1.18)

Из условия (1.1) следует, что . Ток через конденсатор равен

, входной ток .

Т ак как выполняется условие (1.1),  и . Следовательно,

;

.

 

Отсюда, проинтегрировав, получим

.

 линейно зависит от , т.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.

1.3.6.3 Дифференциатор инвертирующий (см. Рисунок 1.19)

Т ок через R_ос  равен ,

ток через емкость С  равен .

Так как входной ток равен нулю, то и  .

 Отсюда .

 

1.3.6.4 Логарифмирующий усилитель (см. рисунок 1.20).

 

З десь

где ,    .

Следовательно, .

Прологарифмировав, получаем                                                            

1.3.7 Нелинейный режим работы оу

Если  (см. рисунок 1.21), то ОУ работает в линейном режиме,

при   – в нелинейном ключевом или импульсном режиме.

При подаче напряжения на один из входов ОУ передаточная характеристика по второму входу смещается на это же значение. Например, на неинвертирующий вход  ОУ (см. рисунок 1.22) подано напряжение U_оп, тогда характеристика по инвертирующему входу (кривая 1) сместится на значение U_оп вправо (кривая 2).

1.3.8 Компаратор аналоговый

Компаратор аналоговый (см. рисунок 1.23,а) применяется для сравнения аналогового сигнала с опорным напряжением.

На рисунке 1.23,а на неинвертирующий вход подано опорное н апряжение U_оп, на инвертирующий вход ‑ аналоговый сигнал U_вх.

 

При этом выполняются условия (см. рисунок 1.23,б – передаточная характеристика ОУ):

если: U_вх< U_оп, то   ,              

если:U_вх> U_оп, то   .

П ри равенстве U_вх = U_оп,  U_вых= 0. Так как коэффициент усиления ОУ сотни тысяч, то выход компаратора переключается на противоположное значение.

На рисунке 1.24 приведены временные диаграммы входных и выходного напряжений компа-ратора, которые иллюстрируют его работу.