Инвертирующий усилитель.
Как следует из названия, «инвертирующий усилитель» усиливает сигнал и сдвигает фазу входного напряжения на 180° (рис. 58,а). Естественно, что при этом входное напряжение подается на инвертирующий вход, а неинвертируюший вход заземляется.
Через резистор Ro.c. создается цепь ООС. Нетрудно убедиться, что эта ООС параллельная и по напряжению.
Учитывая свойства ОУ, можем сделать реальные допущения, что
Uд = U+ - U-_ = 0 и ток, потребляемый на входе ОУ, стремится к 0. Отсюда следует важный для анализа вывод - потенциалы инвертирующего (точка А) и неин- вертирующего (точка В) входа равны между собой, а так как потенциал
неинвертирующего входа равен нулю, следовательно, и инвертирующий вход имеет нулевой потенциал.
Рассмотрим вариант подачи на вход положительного по отношению к земле напряжения сигнала и соответственно получим направления тока, указанные на рис. 58,а.
Учитывая, что в точке А - нулевой потенциал, можно записать, что I=Uвх/R1, но так как в ОУ RBX—>∞ , то весь ток I потечет через Ro.c. и создаст на нем падение напряжения
Резистор Roc одним концом подключен к точке А с нулевым потенциалом, а другим концом к точке С, имеющей потенциал Uвых, следовательно, URо.с = Uвых. По заданному направлению тока потенциал в точке С - отрицательный по отношению к земле. Таким образом, произошла инверсия - на вход подано напряжение сигнала со знаком «+», снимается - со знаком «-». Отсюда Uвых=-IRо.c=-(Uвх/R1)Rо.c Следовательно,
Следовательно, чтобы сохранить большое входное сопротивление ОУ, сопротивление резистора R1 берется равным десяткам и сотням килоом. Для получения большого коэффициента усиления согласно формуле (13) Roc должно быть во много раз больше, чем R1. Следует отметить, что принятые допущения дают результаты, близкие к реальным.
При усилении переменных напряжений схема включения ООС остается такой же, однако если требуется усилить только переменную составляющую сигнала без постоянной составляющей, в цепь включают разделительный конденсатор С, емкость которого зависит от низшей частоты сигнала и сопротивления R1 (рис. 58, б). Нижнюю частоту среза, при которой усиление составляет 0,707 максимального уровня, определяют по формуле
Одним из применений инвертирующего усилителя является одновременное усиление нескольких напряжений (рис. 58, в). Вследствие того что в точке А практически потенциал равен нулю, входные токи не влияют друг на друга и, следовательно, не создается и влияние между входными напряжениями.
Отсюда возможно подключение ко входу нескольких различных источников, например, микрофонов, звукоснимателей и г. д.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 888;