6.6.2 Інвертувальна схема вмикання оп

Така схема показана на рис. 6.10. Використовуючи принцип віртуального замикання, знаходимо, що I_вх = (U_вх - 0) /Z, а вихідна напруга U_вих = -I_вхZ_зв – 0. Звідки коефіцієнт передачі напруги ОП зі зворотнім зв’язком визначається тільки співвідношенням зовнішніх елементів зворотного зв’язку:

G _UЗ = U_вих/U_вх = -Z_зв/Z .

Таким чином, коефіцієнт передачі напруги ОП зі зворотним ом.

Але треба мати на увазі, що помилка такого визначення тим менша, чим ближче параметри ОП наближаються до ідеальної моделі. Загальний коефіцієнт підсилення типових ОП може досягати 100000 і більше, що дозволяє користуватися одержаним співвідношенням.

На рис .6.10 показані комплексні опори. Вибираючи відповідний тип опору (резистор, конденсатор, індуктивність або їх комбінацію) одержують необхідний функціональний вузол.

Для побудови масштабного пілсилювача використовують резистори (рис. 6.11.). Вихідна напруга

U_вих = - (R_зв/R₁)U_вх .

Тобто відбувається зміна масштабу електричної величини множенням вхідного сигналу на деякий сталий коефіцієнт (R_зв/R₁).

І нвертуальне вмикання ширико використовують для побудови суматорів. Для цього до входу підключають декілька джерел інформаційних сигналів. Завдяки різним співвідношенням опорів резисторів встановлюється необхідний ваговий коефіцієнт,який визначає величину відповідної складової у формуванні вихідного сигналу.

В інтеграторі напруги, схема якого показана на рис. 6.12 активний опір зворотного зв’язку замінений реактивним елементом – конденсатором Враховуючи параметри ідеальної моделі ОП, струм, що протікає через резистор R, знаходять за формулою:

I_R = U_вх/R = I_C

Напругу на виході визначають напругою на конденсаторі

Якщо до входу ОП прикласти напругу у вигляді стрибка із сталою амплітудою U_вх, то

U_вих = -U_вхt/RC,

де RC - стала часу інтегратора.

Інвертувальний підсилювач реагує на низькочастотні вхідні інформаційні сигнали аж до частоти f_н = 0, тобто на сигнали постійного струму. Амплітуда і форма вихідного сигналу залежать від амплітуди вхідного сигналу U_вх та співвідношення тривалості вхідного імпульса і сталої часу інтегратора. Тому інтегратор можна ефективно використовувати як низькочастотний функціональний вузол оптимальної обробки сигналів, зокрема для побудови генераторів пилоподібної напруги. Якість виконання операції інтегрування тим вища, чим більша стала часу порівняно з тривалістю вхідного сигналу.

Схема диференціатора показана на рис. 6.13. В такому присторї елемент Z інвертувальної схеми вмикання (рис. 6.6) являє собою реактивний компонент – конденсатор. Враховуючи особливості ідеальної моделі ОП, струм, що протікає через конденсатор, можна визначити за формулою:

I_C = C(dU_вх/dt) = I_R .

Тоді напруга на виході

U_вих = -I_RR = -RC(dU_вх/dt),

де RC = τ - стала часу.

Т очніть виконання операції диференціювання визначається співвідношенням тривалості вхідного сигналу τ_с та сталої часу.

Якщо τ_с >>τ, то при подачі на вхід прямокутного імпульсу тривалістю τ_с на виході одержимо продиференційований сигнал (дуже короткий негативний та позитивний стрибки напруги, (рис. 6.13). Полярність імпульсів показана з урахуванням інвертувального вмикання ОП.