1.2. Инвертирующий усилитель на основе операционного усилителя

Рассмотрим работу инвертирующего усилителя, построенного на базе операционного усилителя (рис. 4).

Рис. 4

Инвертирующий усилитель представляет собой устройство, которое преобразует входное напряжение в выходное напряжение противоположной полярности. В случае синусоидального напряжения образуется фазовый сдвиг 180^о между входным и выходным сигналами. Инвертирующий усилитель может быть использован для усиления или ослабления входного сигнала.

Коэффициент усиления равен

.

Из этой формулы видно, что коэффициент усиления ОУ определяется отношением резистора RОС цепи обратной связи к входному резистору RВХ. Более того, применяя в качестве элементов цепи обратной связи и входных элементов различные сочетания R и C, можно получить ОУ, выполняющий заданную функцию: инвертирование, суммирование, вычитание, перемножение, интегрирование, дифференцирование и т.д. [17].

На рис. 5 в качестве примера показаны схемы использования ОУ как сумматора (а), интегратора (б), дифференциатора (в) и неинвертирующего усилителя (г).

а) б)

в) г)

Рис. 5. Типовые схемы использования операционного усилителя

Для вышепоказанных схем, соответственно, имеем соотношения:

^откуда

Uвых = – Rос С d uвх / dt

^{откуда имеем}

2. Задания при подготовке к работе и ее выполнении

1. Изучить назначение и основные особенности операционного усили­-теля и возможностей для построения различных функциональных узлов на его базе.

2. Снять экспериментально амплитудную характеристику инвертирующего усилителя при постоянном и переменном напряжении на его входе, и по ее данным рассчитать коэффициент усиления ОУ в этих режимах измерения.

3. Порядок выполнения работы

1. Для схем (рис. 6) снять зависимость выходного напряжения от входного для различных значений сопротивления обратной связи R_ос. Результаты свести в таблицу. По данным таблицы 1 на одном графике построить зависимости .

Таблица 1

Uвх, В	–	–3	–2	–1	0	+1	+2	+3	–	–	–
Uвых, при Rос = 10 кОм
Uвых, при Rос = 47 кОм

В схеме (рис. 6, б) снять зависимость при неизменном синусоидальном входном напряжении U_вх = 100 мВ на частоте 1000 Гц. Результаты свести в таблицу 2.

Таблица 2

Rн, Ом	1000	680	470	330	220	100	47
Uвых, В

По данным таблицы 2 построить график зависимости .