Характеристики преобразования:

А мплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - зависимость модуля коэффициента усиления от частоты входного сигнала.

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) - зависимость угла сдвига фазы между выходным и входным напряжениями от частоты.

Амплитудно-фазовая характеристика - это построенная в полярной системе координат зависимость коэффициента усиления и фазового сдвига усилителя от частоты.

Амплитудная характеристика - зависимость амплитудного значения напряжения первой гармоники выходного напряжения от амплитуды синусоидального входного напряжения. Или зависимость изменения выходного сигнала от входного сигнала.

Переходная характеристика - зависимость от времени выходного напряжения усилителя, на входе которого подан мгновенный скачок напряжения (рис. 1.4).

а б

Рис 1.4. Переходная характеристика: для определения времени нарастания и времени установления (а), для определения времени восстановления (б) выходного напряжения

Время нарастания t_нар - время, за которое выходное напряжение изменится от уровня 0,1 до 0,9 своего установившегося значения (рис. 1.4, а).

Время установления выходного напряжения t_уст - время от момента подачи на вход импульса напряжения прямоугольной формы до момента последнего вхождения выходного напряжения в зону заданной погрешности (рис. 1.4, а). Иногда за время установления принимают . Обычно время установления нормируется для зоны заданной погрешности при максимальной амплитуде входного импульса для данного типа ОУ.

Под временем восстановления (t_в) понимают время с момента снятия скачком входного сигнала перегрузки, до момента последнего вхождения выходного напряжения в зону заданной погрешности (рис. 1.4, б). Или время, необходимое для возвращения усилителя из состояния насыщения по выходу в линейный режим работы. Необходимо помнить, что время восстановления, необходимое для выхода из положительного насыщения, отличается от времени восстановления, необходимого для выхода из отрицательного насыщения.

Обратная связь – процесс передачи сигнала с выхода усилителя обратно на его вход. Отрицательная обратная связь изменяет входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала. Это делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Положительная обратная связь, наоборот, усиливает изменение выходного сигнала. Системы с сильной положительной обратной связью проявляют тенденцию к неустойчивости, в них могут возникать незатухающие колебания, т.е. система становится генератором. Общий коэффициент передачи последовательно соединенных устройств равен произведению их коэффициентов передачи: Ku∙β. Эта величина является коэффициентом усиления сигнала в петле обратной связи и называется петлевым усилением: А=ß*К_u

коэффициент усиления усилителя, охваченного обратной связью:  К_yu=U_вых/U_вх=К/(1± К_u*ß)

Выражение в знаменателе " 1 +/- Ku∙β" называется глубиной обратной связи и показывает во сколько раз изменяется коэффициент усиления под влиянием ОС. 

И нвертирующее включение ОУ

Рис. 1.9. Инвертирующее включение ОУ

В этом случае ОУ охвачен отрицательной ОС (ООС) по напряжению, входной сигнал и сигнал ООС суммируются с помощью R1 и R2. Такая обратная связь называется параллельной.

Коэффициент обратной связи:

В инвертирующем усилителе выходное напряжение проходит на инвертирующий вход ОУ с коэффициентом передачи:

а коэффициент усиления схемы находится из следующего уравнения:.

где К_уu - коэффициент усиления усилителя без ОС.

При , .

Таким образом, выходное напряжение усилителя в инвертирующем включении находится в противофазе по отношению к входному напряжению. Для этой схемы коэффициент усиления входного сигнала по напряжению в зависимости от соотношения сопротивлений резисторов может быть как больше единицы, так и меньше единицы.

Входное сопротивление схемы

Выходное сопротивление схемы

Н оминал сопротивления R3 обычно выбирается как .

Е сли от схемы требуется большое усиление, то согласно формуле придется применить резистор R1 с очень низким сопротивлением или высоокоомный резистор R2. В первом случае низкое нагружает источник входного сигнала, во втором - снижается стабильность коэффициента усиления. Задача успешно решается применением в цепи обратной связи четырехполюсника в виде Т-образно включенных резисторов (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Инвертирующее включение ОУ с Т-образным включением резисторов обратной связи

Коэффициент усиления схемы:

.

Выбрав R4 сравнительно малым, можно получить очень высокий коэффициент усиления схемы при достаточно высоком .