Операционный усилитель
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 