6.3. Неинвертирующее и инвертирующее включение оу.

Использование ОУ основано на теории, предполагающей идеализацию операционного усилителя. Идеализация позволяет считать, что , , . Очевидно, что при построение, например, линейных устройств без цепей отрицательной обратной связи невозможно. С другой стороны, наличие инвертирующего и неинвертирующего входов дает возможность включать ОУ в схемы как инвертирующее устройство, так и устройство без инверсии. Рассмотрим эти включения.

В связи с тем, что идеальный ОУ имеет , использование его в линейных цепях без цепей отрицательной обратной связи, ограничивающих , не представляется возможным.

6.3.1. Неинвертирующее включение ОУ.

Схема включения показана на рис.6.10,а.

Рис.6.10. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы неинвертирующего включения ОУ

Сигнал от генератора поступает на ОУ и далее на выход – . Одновременно он поступает на делитель и с него на инвертирующий вход. Этот сигнал обратной связи усиливается и инвертируется ОУ и в противофазе складывается с сигналом, поступившим на неинвертирующий вход. Таким образом, мы имеем дело с четырехполюсником (ОУ), охваченным цепью ООС (последовательная ООС по напряжению), со всеми вытекающими последствиями (см. рис.52б). Роль четырехполюсника ОС выполняет делитель .

; ; .

Если , то .

ООС влияет на входное сопротивление, увеличивая его в раз, и в такое же количество уменьшая выходное сопротивление:

;

.

Учитывая синфазные составляющие сигнала, получаем, что коэффициент усиления ОУ с учетом коэффициента ослабления синфазных сигналов :

.

При .

Вместо резистора можно взять импеданс :

.

В этом случае получается частотнозависимая передаточная функция усилителя. Возможны и другие варианты.

6.3.2 Инвертирующее включение

В случае инвертирующего включения ОУ (рис.53а) пересчитываем на вход .

Рис.6.11. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы инвертирующего включения ОУ

Схема переходит в новую (рис.6.11,б).

;

;

.

Выносим из знаменателя: .

Подставим в .

Т.к. ,

.

Знак "–" в последнем выражении означает инверсию фазы входного сигнала.

С учетом коэффициента ослабления синфазных сигналов :

.

или, более точно, .

Вместо резисторов можно взять импеданс или любые другие комбинации активных и реактивных элементов.

Из рисунке видно, что имеет место несимметричное включение по входу и выходу. Для простоты все служебные цепи (питание, балансировка, коррекция, защита) не приводятся. Найдем коэффициент передачи по напряжению

.

Напряжение сигнала подется на неинвертирующий вход. С выхода ОУ на инвертирующий вход поступает сигнал ОС. Он подается на делитель , а снимается с R.

Напряжение обратной связи

.

Здесь точнее надо брать модуль коэффициента передачи цепи обратной связи

.

Воспользуемся свойством входов ОУ (виртуальный ноль). Можно записать, что

.

И тогда

.

Например, при R=1кОм, =10кОм, =11