3.Последовательная отрицательная обратная связь в оу. Повторитель, неинвертирующий усилитель.

В большинстве аналоговых устройств на основе операционного усилителя используется обратная связь. Обратная связь – это процесс передачи части выходного сигнала на вход. Обратная связь бывает отрицательной, при которой сигнал обратной связи вычитается из входного сигнала, и положительной – когда сигналы складываются. Принцип отрицательной обратной связи, которая наиболее часто используется в операционных усилителях и показан на рис

Неинвертирующий усилитель

Схема неинвертирующего усилителя приведена на рисунке. В этой схеме сигнал подается на неинвертирующий вход. Используемая обратная связь называется последовательной по напряжению (источник входного сигнала и цепь ОС включены последовательно, сигнал ОС пропорционален выходному напряжению).

ПовторительНа рис. 7 представлен повторитель, подобный эммитерному, на основе операционного усилителя. Он представляет собой не что иное, как неинвертирующий усилитель, в котором сопротивление резистора R₁ равно бесконечности, а сопротивление резистора R₂ - нулю (коэффициент усиления = 1). Существуют специальные операционные усилители, предназначенные для использования только в качестве повторителей, они обладают улучшенными характеристиками (в основном более высоким быстродействием).

4.Дифференциальный усилитель на основе одного оу. Вывод соотношений между сопротивлениями резисторов. Достоинства, недостатки.

Под дифференциальным усилителем понимается устройство, позволяющее в заданное число раз усилить разность входных напряжений. Простейшая схема дифференциального усилителя представлена на рис.1.

Рис.1. Дифференциальный усилитель на основе одного ОУ

В данной схеме входные напряжения подаются на два входа ОУ. Найдем, при каких соотношениях резисторов данная схема превращается в дифференциальный усилитель.

Поскольку данная схема линейная воспользуемся методом наложения для вывода выходного напряжения. Закоротим источник и найдем , затем закоротим и найдем . Выходное напряжение будем искать в виде:

.

Очевидно, что при ,

а при .

.

При определенных соотношениях резисторов коэффициенты при и будут одинаковыми. Это справедливо при выполнении равенства

или .

Тогда для простоты , , коэффициент усиления .К достоинствам схемы следует отнести простоту.К недостаткам относятся: высокие требования к согласованию сопротивлений резисторов; невозможность подстройки коэффициента усиления одним резистором; разное входное сопротивление для источников и .

5. Дифференциальный усилитель с повторителями на входе. Достоинства, недостатки.

6. Инструментальный усилитель. Достоинства, недостатки.

В обычный дифференциальный усилитель введена схема на и , включенных для входного напряжения с последовательной ООС, то есть с высоким входным сопротивлением. Выходное напряжение будет иметь вид:

.

Напряжения и найдем методом наложения

; ;

; .

В итоге

;

или

.

Таким образом, коэффициент усиления схемы

и при строгого равенства не требуется.

Из формулы расчета видно, что коэффициент усиления можно изменять резистором r.

Важным достоинством данного усилителя является независимость коэффициента усиления синфазной составляющей входного каскада ( , ) от коэффициента усиления для дифференциальной составляющей. Действительно, если положить, что , то напряжения и равны выходному напряжению . В рассмотренных ранее схемах это не так. В них уровень синфазной составляющей зависит от коэффициента усиления.

Недостаток, обусловленный высокой степенью согласованности сопротивлений резисторов, устраняется тем, что они формируются за счет интегральной технологии. Резистор r выносится за пределы интегральной микросхемы.