2.1.3. Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2.1.3.2. Принципиальная схема усилительного каскада.

2.1.3.3. Результаты исследований переходных характеристик усилителя U_ВЫХ = f (U_ВХ, R_ОС).

2.1.3.4. Результаты исследований влияния величины сопротивления нагрузки на U_ВЫХ. Расчет величины выходного сопротивления усилителя.

2.1.4. Контрольные вопросы

2.1.4.1. Условное графическое изображение ОУ.

2.1.4.2. Назовите основные характеристики ОУ и области их применения.

2.1.4.3. Нарисуйте инвертирующую схему включения ОУ и объясните назначение её элементов.

2.1.4.4. Какова полярность входного напряжения U_ВХ инвертирующего усилителя по сравнению с выходным напряжением U_ВЫХ? Как измениться синусоидальный сигнал при прохождении через инвертирующий усилитель?

2.1.4.5. Какие элементы схемы определяют коэффициент усиления инвертирующего усилителя? Напишите формулу для его вычисления.

2.1.4.6. Какова величина коэффициента усиления при R_ОС = 100 кОм и R_ВХ = 10 кОм?

2.1.4.7. Какое утверждение можно сделать относительно характеристики инвертирующего усилителя на ОУ по результатам исследований приведённым в п. п. 2.1.2.2.

ЛИТЕРАТУРА. [1] – c. 98…101, [2] – с. 150…160, [3] – с. 194…198, [4] – с. 62…68, [5] – с. 83…92.

2.2. Неинвертирующий усилитель

Цель работы - изучить работу неинвертирующего усилителя на основе дифференциального операционного усилителя.

2.2.1. Краткие теоретические сведения

Воперационном усилителе без инвертирования входное и выходное напряжения имеют одинаковую полярность. В случае синусоидального напряжения фазовременной сдвиг между входным и выходным сигналами не образуется. Неинвертирующий усилитель может быть использован для усиления входного сигнала. Его принципиальная схема показана на рис. 2.2.1.

Рис. 2.2.1. Схема неинвертирующего усилителя на дифференциальном ОУ.

Как показано на принципиальной схеме (рис. 2.2.1), входное напряжение подается на неинвертирующий вход, а в схеме имеет место последовательная отрицательная обратная связь по напряжению. Отрицательная обратная связь формируется за счет того, что часть выходного напряжения с делителя (R₁, R_ОС) подается на инвертирующий вход. Входное напряжение при этом уменьшается.

Коэффициент усиления такой схемы целиком определяется коэффициентом обратной связи.

Предположив, что ОУ работает в режиме усиления (U_ДИФ 0) на основании сделанных допущений и в соответствии с законами Кирхгофа можно показать, что неинвертирующий усилитель характеризуется коэффициентом усиления по напряжению, равным

К_U = U_ВЫХ / U_ВХ = 1 + R_ОС / R₁. (2.2.1)

Важным особым случаем неинвертирующего усилителя является случай, когда коэффициент усиления схемы К_U равен единице. Для этого выход ОУ непосредственно соединяется с инвертирующим входом, т. е.

R_ОС = 0, а связь с корпусом через R₁ исключается, т. е. R₁ = (рис.2.2.2). Подобная схема включения ОУ называется следящей или повторителем напряжения. Эту схему используют, когда источник сигнала имеет высокое внутреннее сопротивление. Благодаря тому, что ОУ имеет низкое выходное сопротивление, схема обеспечивает преобразование сопротивлений. Разница между входным и выходным напряжениями составляет несколько милливольт.

Рис. 2.2.2. Повторитель напряжения на основе ОУ.

Следует отметить, что на входах операционного усилителя, использующегося в неинвертирующем усилителе, имеется синфазный сигнал, равный напряжению u_вх. Этот недостаток такого усилителя. В инвертирующем усилителе синфазный сигнал отсутствует.