Операционный усилитель с отрицательной обратной связью наиболее часто применяется на практике (см. рис.2.21). Отрицательный характер ОС обусловлен подачей U1 на инвертирующий вход ОУ, так что Uвых = - K0U1. Отрицательная обратная связь осуществляется через сопротивления и .
Т. к. входное сопротивление ОУ больше (принимает ), то входной ток ОУ Iоу=0 и выполняется Iвх=Iос, откуда: .
При большом коэффициенте усиления ОУ (К0®) напряжение на входе ОУ и поэтому откуда (1)
Инвертирующийусилитель (инвертатор). При и выражение (1) примет вид (Uвых = - Uвх), схема принимает вид инвертирующего повторителя напряжения.
Масштабный усилитель. При и выражение (1) примет вид , а усилитель выполняет роль масштабного инвертирующего
усилителя: Uвых = - Кb-Uвх.
а б с |
Рис. 2.22. Усилители: а – суммирующий, б – интегрирующий , в - дифференцирующий |
Суммирующий усилитель (сумматор). Если на вход ОУ подается несколько входных напряжений Uвх1, Uвх2, Uвх3, а R1 = R2 (рис.2.22а), то выражение (1) примет вид . Усилитель выполняет роль сумматора, т. к.
Uвых = -(Uвх1 + Uвх2 + Uвх3). Интегрирующий усилитель. При и получается интегрирующий усилитель (рис.2.20б), у которого коэффициент усиления , что
соответствует операции интегрирования в комплексной форме записи, где
t=CR1 – постоянная
интегрирования, задающая
масштаб интегрирования по
времени. Соответственно
в временной форме записи имеем
.
Дифференцирующийусилитель. При и получается дифференцирующий усилитель (см. рис.2.22в), у которого коэффициент усиления: ,
что соответствует операции дифференцирования входного сигнала в комплексной форме записи, где t=CR2 постоянная времени дифференцирования Соответственно во временной форме записи имеем