12.2 Неінвертувальні каскади

Другою схемою включення ОП є неінвертувальне включення, яка наведена на рис. 12.5. Ця схема є схемою включення ОП з послідовним зворотним зв'язком за напругою.

Рисунок 12.5 – Функціональна схема неінвертувального підсилювача

В цій схемі напруга зворотного зв'язку створюється подільником,

,

але оскільки напруга між входами ОП близька до нуля, можна вважати, що , тому ідеальний ОП має в цій схемі включення коефіцієнт підсилення за напругою

,

,

де – коефіцієнт передачі кола зворотного зв’язку.

Резистор вмикається в схему для балансування по вхідних струмах, у випадку якщо опір джерела сигналувеликий.

Вхідний опір неінвертувального включення ОП з боку джерела сигналу досить значний

,

а вихідний опір малий

.

Функціональна схема неінвертувального повторювача (буферного підсилювача) наведена на рис. 12.11.

Рисунок 12.6 – Функціональна схема неінвертувального повторювача

В цій схемі і відповідно

.

Вхідний опір цієї схеми для змінного сигналу дорівнює

,

а вихідний відповідно

,

тобто прямує до нуля.

Неінвертувальний повторювач напруги застосовується для узгодження джерела сигналу з великим внутрішнім опором, з малим опором навантаження. Такий режим інколи зветься буферним.

На рис. 12.7 наведена функціональна схема неінвертувального суматора двох сигналів, що має коефіцієнт підсилення 2.

Рисунок 12.7 – Функціональна схема неінвертувального суматора

Функціональна схема підсилювача змінної напруги з великим вхідним опором і коефіцієнтом підсилення 11 наведена на рис. 12.8.

Рисунок 12.8 – Функціональна схема підсилювача змінної напруги

12.3 Диференційні каскади

Диференційна схема включення ОП (див. рис. 12.9) є поєднанням інвертувальної і неінвертувальної схем.

Рисунок 12.9 – Функціональна схема диференційного включення ОП

Для пояснення принципу дії цієї схеми, треба мати на увазі, що різниця напруг між входами ОП приблизно дорівнює нулю, тобто , а струми сигналів не течуть на входи ОП. Для розрахунку коефіцієнта передачі цієї схеми необхідно скласти систему рівнянь. Для першого входу маємо

,

або

.

Для другого входу

,

враховуючи, що , то відповідно

,

або

.

Схема диференційного включення ОП з множенням різниці двох сигналів на коефіцієнт наведена на рис. 12.10, вибір значення коефіцієнтаздійснюється резисторами. Вихідна напруга у такому випадку дорівнює

.

Рисунок 12.10 – Функціональна схема диференційного підсилювача

Диференційне включення ОП дозволяє побудувати схему регулювання коефіцієнта підсилення, яка одночасно дозволяє змінювати знак передатної функції (це означає, що при крайніх положеннях бігунка сигнал змінює фазу), рис. 12.11.

Рисунок 12.11 – Функціональна схема фазообертача

Якщо необхідно побудувати на ОП підсилювач змінної напруги з однополярним джерелом живлення, можна також використовувати варіанти диференціального включення ОП, рис. 12.12.

Рисунок 12.12 – Функціональна схема інвертувального підсилювача

з однополярним живленням

Наведена схема є для сигналу інвертувальною і має , але, коли, схема підсилює потенціал зміщення

,

для якого вона є не інвертувальною

.

Якщо вимагати, щоб стала складова вихідної напруги дорівнювала , то отримаємо

.

Спрощуючи вираз можна отримати співвідношення для розрахунку елементів схеми

.

Аналогічним чином може бути побудована неінвертувальна схема з однополярним джерелом живлення.