22. Суммирующий усилитель.

Предполагаем, что ОУ идеальный, с бесконечно большим коэффициентом усиления.

Рис.15 Суммирующий усилитель

Найдем выходной сигнал усилителя U_вых, от воздействия каждого входного сигналаU_вх1, U_вх2,U_вх3,U_вх4 в предположении, что сигнал на всех других входных зажимах равен нулю. Результирующее напряжение (выходное) найдем как алгебраическую сумму от воздействия всех входных. Предположим, что на входных зажимах присутствует толькоU_вх1, аU_вх2=U_вх3=U_вх4= 0. Разность потенциалов между точками а иbможно записать:, в то же времяU₄=U_b= 0, по условию, следовательно,U_a= 0 и потенциал инверсного входа равен нулю или потенциалу общей точки (земли). Инверсный вход, не имея соединения с общей точкой, имеет его потенциал, поэтому его называют потенциально заземленным или мнимо заземленным. Ток через входное сопротивлениеR₁равен, т. к.U_а= 0. Поскольку мы рассматриваем идеальный усилитель, входы которого ток не потребляют, поэтому ток, текущий черезR_ос=I₁, следовательно,U_вых=U_аI₁Rос =I₁R_ос. Выходное напряжение, определяемое воздействиемU_вх1равно.

Аналогично можно определить выходные напряжения от воздействия остальных входных напряжений U_вх2,U_вх3.

;.

При воздействии на вход ОУ только U_вх4,U_вх1=U_вх2=U_вх3= 0, резисторыR₁–R₃включены параллельно между точкой а и общей точкой (землей), коэффициент усиления будет равен.

Суммарное выходное напряжение от воздействия всех входных будет равно: .

Если U_вх40, то.

Вычитание сигналов можно обеспечить сложением с инвертированными входными сигналами.

23. Повторитель напряжения.

Подбором элементов цепи ОС можно обеспечить К_Uос= 1. Такой усилитель используется для согласования высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой.

Рис. 16 Повторитель напряжения

.

R_i = 10³ Ом.

.

24. Инвертирующий и неинвертирующий усилители.

Инвертирующий усилитель на основе ОУ

Рис. 15. Инвертирующий усилитель

В инвертирующем усилителе действует параллельная обратная связь (ОС) по напряжению.

.

Учитывая, что I₁=I₂,.

Входное и выходное сопротивления усилителя с параллельной обратной связью меньше R_вхиR_выхусилителя без обратной связи.

Неинвертирующий усилитель на основе ОУ

В неинвертирующем усилителе используется последовательная ОС по напряжению

Рис. 16. Неинвертирующий усилитель

;

;

.

При большом усилении, если K_u>> 1;;

.

25. Частотная характеристика ОУ.

Наличие паразитных емкостей ОУ относительно общей точки ведет к шунтированию усиливаемого сигнала и в итоге к уменьшению коэффициента усиления ОУ Рис.1,2.

,

где К_у– коэффициент усиления ОУ без ОС на низких частотах;

f– текущая (рабочая) частота;

f₁– граничная (сопрягающая) частота.

На частоте f=f₁, К_у − жно записать:

В случае, если R_н>>R_вых,,

где R=R_вых; Спаразитная емкость монтажа.

.

Рассмотрим три варианта определения коэффициента усиления:

1) f<<f₁;. К(дБ) = 20lgК₀.

2) f=f₁;.

. (200,15 = 3 дБ)

3) f>>f₁;.; приff_ср; К0.

К₀

К₀ 3дБ

.

Рис. 3. Частотная и фазовая характеристики усилителя