Основные схемы включения операционных усилителей

 

Инвертирующее включение ОУ (рис.14.2).

 

Рис. 14.2 Схема инвертирующего включения ОУ

 

Как следует из названия схемы, входной и выходной сигналы сдвинуты друг относительно друга на 1800. При анализе работы схемы будем полагать,

 

что ОУ является идеальным. Поскольку коэффициент усиления ОУ стремиться к бесконечности, то:

U a Uб		U вых	0.	(14.1)
		K 0

Потенциал в точке а равен нулю, а, следовательно, и потенциал в точке b

 

тоже должен быть равен нулю, поскольку U _a U_б (14.1). Считая, что

 

I_{R 1} I_{R ос}, а R _вхимеем:

IR 1

U 1

;

IR ос

U вых

.

(14.2)

R

R

ос

 

 

Пренебрегая входными токами ОУ, имеем:

U	вых	IR U		R ос	K			R ос	.	(14.3)
	ос	с R		R

 

Минус перед правой частью равенства (14.3) означает, что вход инвертирован. Как видно из (14.3), коэффициент усиления схемы для идеального ОУ не зависит от собственного коэффициента усиления микросхемы ОУ (K _оу), который является нестабильным. Выбирая сопротивления R _ос и R ₁ (или отношение этих сопротивлений R _ос R ₁)

 

высокостабильными, можно обеспечить высокостабильный коэффициент усиления схемы.

 

Входное сопротивление схемы определяется сопротивлением R ₁

 

(рис.14.2).

 

Выходное сопротивление:

R выхус		R выхОУ	0.	(14.4)
	K	ОУ
				K

В схеме инвертирующего включения выходное сопротивление составляет доли Ом. При увеличении глубины ООС выходное сопротивление уменьшается. Рассматриваемую схему (рис.14.2) нельзя нагружать на низкоомную нагрузку: поскольку выходной ток неограниченно возрастает ОУ выйдет из строя. Минимальная величина нагрузки, на которую допустимо нагружать такую схему составляет 1, 2кОм и является справочным параметром.

 

Для уменьшения влияния напряжения дрейфа используют схемы установки нулевого уровня (рис.14.3).

 

 

 

Рис.14.3. Принципиальная схема инвертирующего включения ОУ с установкой нулевого

 

уровня

 

Неинвертирующее включение ОУ (рис.14.4).

 

R ос

R 1 ^I

b ^-

U вх _a ⁺

R 3

 

Рис.14.4. Принципиальная схема не инвертирующего включения ОУ.

 

Напряжение на выходе в такой схеме включения ОУ:

 

			R 2
U				.	(14.5)
вых IR 1 IR 2 Ua	R 1

 

Таким образом, коэффициент усиления усилителя:

 

K		R 2			(14.6)
R 1
Входное сопротивление схемы равно R3. Выходное сопротивление схемы:
R вых ус		R вых ОУ	(14.7)
K	ОУ
						K

Важным частным случаем такого включения ОУ является схема повторителя напряжения (R ₂ 0) (рис.14.5).

 

 

R 1

b ^-

U вх _a ⁺

R 3

 

 

Рис.14.5. Повторитель напряжения на ОУ