6.5.3. Неинвертирующий усилитель

_{Неинвертирующий усилитель, схема которого приведена на рис. 6.14 представляет собой усилитель с ООС по напряжению последовательного вида.} В соответствии с теорией усилителей с ООС основные параметры _{неинвертирующего усилителя определяются по соотношениям 5.1; 5.6; 5.8.}

Рис. 6.14. _{Неинвертирующий усилитель}

Коэффициент усиления:

В усилителях на ОУ практически всегда выполняется неравенство (1<< , поэтому Кос вычисляем по соотношению 5.4.

_(6.16)

Входное сопротивление:

(_6.17)

где: Ri и К – параметры ОУ.

Выходное сопротивление:

_(6.18)

В отличие от схемы инвертирующего усилителя, неинвертирующий усилитель имеет высокое входное сопротивление, близкое к бесконечности. Коэффициент усиления и выходное сопротивление, как и в схеме инвертирующего усилителя, зависят от глубины обратной связи.

6.5.4. Инвертирующий сумматор

В отличие от схемы инвертирующего усилителя, инвертирующий сумматор (рис. 6.15) имеет несколько входов, на которые подаются независимые напряжения.

Рис. 6.15. Инвертирующий сумматор

Поскольку точка «е» - фиктивная земля по сигналу, то токи I₁, I₂, I₃ также являются независимыми: I₁ = U₁ / R₁, I₂ = U₂/R₂, I₃ = U₃/R₃. Общий ток равен сумме токов I₁, I₂, I₃.

Выходное напряжение

_(6.19)

Если R1 = R2 = R3 = R и Rос = R, то схема выполняет функции сумматора:

_(6.20)

Если R₁ = R₂ = R₃ = R и Rос = Rос / 3, то схема представляет собой усредняющий усилитель:

Таким образом, рассмотренная схема имеет многогранное применение.

6.5.5. Неинвертирующий сумматор

Неинвертирующий сумматор можно рассматривать как усилитель неинвертирующий, который усиливает напряжение Uвх в m+1 раз.

Рис. 6.16. Неинвертирующий сумматор

Пусть U2 = 0 (второй вход заземлен), тогда Uвх1 = U1/2. Если, наоборот, заземлим первый вход, тогда Uвх2 = U2/2. От обоих источников по принципу суперпозиции:

Поскольку коэффициент усиления неинветирующего усилителя Кос равен R2/R1 + 1, то при R2/R1 = m = 1 выходное напряжение:

_(6.21)

Таким образом, при m = 1 схема Рис. 6.16 выполняет функции неинветирующего сумматора. Если добавить количество входов и изменить соотношение резисторов R2/R1, то можно получить схему усредняющего усилителя или неинвертирующего сумматора с коэффициентом передачи не равным единице.

Входное и выходное сопротивления рассмотренной схемы аналогичны соответствующим параметрам неинвертирующего усилителя.

6.5.6. Дифференциальный усилитель (вычитатель) на оу

Вычитающее устройство, схема которого приведена на рис. 6.17, в зависимости от того, какой из входов заземлен, можно рассматривать как

инвертирующий или как неинвертирующий усилители и при выводе расчетных формул использовать принцип суперпозиции.

Рис. 6.17. Вычитающее устройство на ОУ

Предположим вначале, что U2 = 0, тогда схема представляет собой инвертирующий усилитель и выходное напряжение равно: Если, наоборот, U1 = 0, то схема представляет собой неинвертирующий усилитель и выходное напряжение равно:

При наличии обоих сигналов в соответствии с принципом суперпозиции:

_(6.22)

Таким образом, рассмотренная схема является дифференциальным усилителем, усиливающим разность входных сигналов. Коэффициент «m» называется дифференциальным коэффициентом усиления. При m = 1 схема является вычитателем.