Неинвертирующий усилитель

Входное напряжение подается на неинвертирующий вход (рис. 40), поэтому ослабление входного напряжения отсутствует. В связи с этим коэффициент С исключается из уравнения. Для неинвертирующего усилителя можно записать

A_U = .

Рис. 40

Подставив выражение для коэффициента В, получим:

A_U = .

Поскольку величина A_UP/(1+A_UP) также приблизительно равна единице, поэтому:

A_U = .

И снова, умножая числитель и знаменатель на величину, обратную знаменателю, получим:

A_U = 1 + (R_O.C / R_BX).

Уравнение определяет коэффициент усиления по напряжению для неинвертирующего повторителя (усилителя). Подставив в уравнение Е_ВЫХ = А_UE_BX значение A_U из уравнения, получим:

E_ВЫХ = (1+R_O>C / R_BX)E_BX.

Входной импеданс схемы Z_ВХ очень большой и выражается

Z_BX Z_BX^*[R₁ / (R₁ + R_OC)]A_U,

где Z_BX^* – входной импеданс реального ОУ (порядка 10 Мом).

Интегратор

Простейшая схема интегратора на ОУ показана на рис. 41. Схема интегратора на основе ОУ получается путем замены в инвертирующей схеме резистора обратной связи на конденсатор. Если ОУ считать идеальным К_уи ∞, R_BX ∞, R_ВЫХ → 0, то коэффициент передачи при таком включении может быть найден

I_R = u_BX / R.

Рис. 41

Этот ток при высоком входном сопротивлении ОУ полностью протекает через конденсатор С:

i_C + i_R = 0.

Напряжение на конденсаторе u_C и выходное напряжение усилителя изменяются по закону

u_ВЫХ(t) = u_C = = − .

При подаче на вход скачка напряжения постоянного значения u_BX = const выходное напряжение

U_ВЫХ = –u_BX t / (RC_ОС) = −u_BX t / .

При этом, как видно из полученного выражения, выходное напряжение не зависит от коэффициента усиления ОУ.

Дифференциатор

Недостатки простейших дифференцирующих цепей – большое затухание выходного сигнала. Эти недостатки устраняются при использовании ОУ. При этом схема дифференцирующего устройства напоминает интегратор, только места включения резистора и конденсатора изменены (рис. 42).

Рис. 42

При идеальном ОУ (К_ОУ ∞, R_BX ∞, R_ВЫх 0, ∞) передаточную функцию дифференцирующего устройства легко получить из следующих рассуждений. Если на вход подано напряжение U_BX, то в связи с малым отличием от потенциала инвертирующего входа идеального ОУ оно практически полностью приложено к конденсатору С и вызывает появление тока зарядки.

I_C = C .

Так как входное сопротивление ОУ достаточно велико, то весь ток конденсатора С протекает через резистор R, т.е. i_C + i_R = 0, откуда

i_R = –i_C = –C .

Входной сигнал определяется падением напряжения на резисторе

u_ВЫХ = i_R R = –RC .

Из этого уравнения можно найти передаточную функцию в операторном виде

К_(Р) = = –рRC.