Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электроника методичка.doc
Скачиваний:
5085
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
2.94 Mб
Скачать

Инвертирующий усилитель

Если подать на инвертирующий вход ОУ входной сигнал и сигнал отрицательной обратной связи, то в результате получится инвертирующий усилитель, у которого выходной сигнал сдвинут по фазе на 180˚ относительно входного сигнала. Про схему, показанную на рис.6, говорят, что в ней имеется параллельная обратная связь, поскольку сигнал отрицательной обратной связи оказывается включенным не последовательно с входным сигналом, а подается параллельно с ним на один и тот же вход.

Рис.6. Инвертирующий усилитель.

Коэффициент усиления определяется:

Кинв= - Rос/R1.

При этом выходное напряжение усилителя равно:

Uвых = Kинв. Uвх.

Сопротивление R2 выбирают из условия уменьшения влияния токов смещения на выходное напряжение. Для этого R2 выбирают из условия

R2 = Rос R1/(Rос+R1). При этом падения напряжения от токов смещения минимально. Из принципа, что инвертирующий вход ОУ виртуально замкнут, входное сопротивление схемы равно Rвх R1, а выходное сопротивление уменьшается в (1+К0β) раз и равно

Определить действие обратной связи по напряжению и коэффициент усиления ОУ с ООС можно, воспользуясь тремя упрощающими предположениями о свойствах ОУ:

коэффициент усиления без обратной связи Ко= ∞,

входное сопротивление Zвх=∞,

выходное сопротивление Zвых=0.

По первому закону Кирхгофа для узла:

Iвх= Iос+Iоу

Из того, что с точки зрения входного сигнала инвертирующий вход имеет тот же самый потенциал, что и неинвертирующий вход, который заземлен (мнимая земля), следует, что всё входное напряжение Uвх оказывается приложенным к сопротивлению R1. Поэтому ток, протекающий по R1, равен:

Iвх=Uвх/R1.

Теперь рассмотрим резистор обратной связи, включенный между мнимой землей и выходом, где действует напряжение Uвых . Полагая, что ток Iвх течет в направлении, указанном на рисунке, получим:

Iо с= -Uвых/Rос

Так как входное сопротивление ОУ бесконечно велико, ток сигнала не может затекать в инвертирующий вход, для идеального ОУ Iоу =0

Отсюда следует, что

Iвх= Iос

-Uвых/Rос=Uвх/R1

Отсюда следует:

Кинв=Uвых/Uвх= - Rос/R1.

Дифференцирующий усилитель

Рис. 7

Это устройство, в котором входное и выходное напряжения связаны соотношением:

Uвых = К

Простейшие дифференцирующие цепи (например, RC-цепи) выполняют эту операцию со значительными погрешностями, причем с повышением точности дифференцирования существенно уменьшается уровень выходного сигнала. Схема дифференцирующего усилителя на ОУ приведена на рис. 7. Считая ОУ идеальным, можно записать Uвх= Uс и Uвых = - RосIос, а учитывая, что Iос = Iвх = Iс = С , получим:

Uвых = - RосС ,

где RосС =  - постоянная времени дифференцирующего усилителя.

Коэффициент передачи дифференцирующего усилителя определяется выражением:

К(jw) = = jw = К(w)  е j (w),

где К(w) = w - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);  (w) = - фазо-частотная характеристика (ФЧХ) коэффициента передачи.

Интегрирующий усилитель

Рис. 8

Это устройство, в котором входное и выходное напряжения связаны соотношением:

Uвых = К.

Простейшие интегрирующие цепи (например, RC-цепи) выполняют эту операцию со значительными погрешностями, причем с повышением точности интегрирования существенно уменьшается уровень выходного сигнала. Схема интегрирующего усилителя на ОУ приведена на рис. 8. Если ОУ считать идеальным, то можно записать Uвх = R1Iвх и Uвых = Uс, а учитывая, что Iвх = Iос = С , то получим.

Следовательно

Uвых = ,

где RC =  - постоянная времени интегрирующего усилителя.

Коэффициент передачи интегрирующего усилителя имеет вид:

К(jw) = = (jw)-1 = К(w)  е j (w),

где К(w) = (w) – АЧХ,  (w) = – – ФЧХ интегрирующего усилителя.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.