Функциональные узлы на основе операционных усилителей. Казаков М.К. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

9
цепи, обратной связи
22
1
RR
R
+
=β .
Таким образом, при рассмотрении работы схемы в статике результат по-
лучился очень простым, но из проведенного анализа не ясно, как работает
ООС. Для выяснения этого представим, что, например, u
1
=1 В, R
1
=1 кОм,
R
2
=5 кОм. Что произойдет? Так как потенциал φ
В
точки В выше, чем потен-
циал φ
А
точки А (φ
В
=1, а φ
А
пока еще равен нулю, поскольку выходное на-
пряжение U
2
=0), то выходное напряжение будет увеличиваться в положи-
тельном направлений (потенциал неинвертирующего входа выше, чем потен-
циал инвертирующего). Часть этого напряжения подается на инвертирующий
вход ОУ (резисторы R
1
и R
2
образуют делитель напряжения) и его потенциал
также будет возрас тать до тех пор, пока он не сравняется с потенциалом точ-
ки В, равным 1 В:
φ
А
= φ
В
= 1 В . (1.8)
При этом по резистору R
1
протекает ток
1
1000
1
1
1
===
R
I
A
ϕ
мА. Ток через рези-
стор R
2
также равен 1 мА, поэтому падение напряжения на этом резисторе
(его сопротивление равно 5 кОм = 5000 Ом) u
R2
= 0,001 · 5000 = 5 В. Выход-
ное напряжение U
2
= I
1
R
1
+ U
R2
= 1+5=6 В. Таким образом, условие (1.8) вы-
полняется при U
2
=6 В. Коэффициент передачи при этом
6
1
5
116
1
6
1
2
=+=+===
кОм
кОм
R
R
B
B
K ,
т. е. определяется выражением (1.7). Как видим, ОУ при наличии отрица-
тельной обратной связи действует таким образом, чтобы напряжение между
его входами было близко к нулю.
Оценим отличие полученного коэффициента усиления (К=6) от коэффи-
циента усиления, определяемого формулой (1.1). В нашем случае
16667,0
6
1
==β . При К
0
=10
4
имеем К=5,9963, а при К
0
=10
5
: К=5,9995.
Отметим основные особенности неинвертирующего усилителя:
- выполняет математическую операцию умножения входного напряже-
ния на постоянный коэффициент;
- имеется возможность получения коэффициента усиления в широком
диапазоне изменением сопротивлений резисторов, причем минимальное зна-
чение К
min
=1;
- вследствие наличия последовательной ООС входное сопротивление
усилителя очень велико (оно увеличивается в (1+βK
0
) раз по сравнению с со-
противлением без ООС) и на практике часто достигает 10
9
Ом и более;
- очень малое выходное сопротивление (оно уменьшается в (1+ βK
0
) раз),
поскольку ООС является также обратной связью по напряжению, и на прак-
тике не превышает долей ома;

Страницы