Раздел: Документация
0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 82 следующим образом. При большом коэффициенте усиления ОУ напряжение между его входами близко к нулю. Поскольку Н-вход в данном случае через резистор /?з присоединен к земле, то и потенциал И-входа ОУ оказывается мало отличным от нуля (е = ивых/к) ■ Часто говорят, что в инвертирующем усилителе на И-входе присутствует потенциал «кажущейся земли», имея при этом в виду, что, хотя И-вход не присоединен к земле, но потенциал на нем практически равен нулю за счет действия цепи отрицательной обратной связи. Если на основании этих рассуждений считать, что правый зажим резистора r1 (рис. 3-3, а) практически находится под потенциалом земли, то отсюда сразу  Рис .3 3 Схемы для определения входного (а) и еыходного (в) сопротивлений ОУ и соответствующие им графы (б и г) следует, что входное сопротивление инвертирующего усилителя равно Ri. Выходное сопротивление инвертирующего усилителя /?вых = = £Л,ых//вых (рис. 3-3, в) найдем на основании графа рис. 3-3, г: R = Ушх l-(Gm-l) = ны* C12-l-(gBbIX + G2) + /vgBblxG2-G22.l г вых -, (3-12) 1 + КР + / Bb.x/(/?l + Я2) где fiRil (R1 + R2) ■ Поскольку обычно 1, а гВЫх/ (Ri + R2) <1, можно записать: ffBb,x ~ Гвых .(3-13) вых Лр + 1V Вариант инвертирующего усилителя, применяемый иногда в сочетании с ОУ, имеющими малые входные токи, показан на рис. 3-4. Выше мы говорили о том, что при применении ОУ со входными полевыми транзисторами существует возможность использовать повышенные сопротивления резисторов, не увеличи- вая при этом заметно погрешность от входных токов ОУ. С целью повысить входное сопротивление инвертирующего усилителя его входной резистор r1 может быть выбран сопротивлением 1 МОм и выше. Сопротивление резистора обратной связи (r2 на рис. 3-1, а) в усилителе с коэффициентом 100—1000 должно быть на 2 или на 3 порядка выше. Чтобы избежать трудностей, связанных с обеспечением стабильности таких высо-коомных сопротивлений, можно применять схему с Т-образным трехполюсником в цепи обратной связи (рис. 3-4, а). Пользуясь графом рис. 3-4, б, для этого усилителя находим вх GA-K) G23, Р 12234 - R-zRji/Ri -K)G2G3 — G-1 Ri Ri Ri RzR* RiRi (3-14)   Рис. 3-4. Схема инвертирующего усилителя с Т-образным трехполюсником в цепи обратной связи (а) и ее граф (б) Из полученного соотношения видно, что необходимое увеличение коэффициента усиления можно обеспечить за счет уменьшения сопротивления ri. В частности, если r2 = R3 = ri, то /Со.о«—(2+ад.). Применение инвертирующего усилителя. Достоинством инвертирующего усилителя является то, что ОУ в таком усилителе работает при равном нулю синфазном входном сигнале. Это снимает вопрос о влиянии на выходное напряжение усилителя конечного значения коэффициента ослабления синфазного сигнала примененного ОУ. Благодаря этому также оказывается возможным прикладывать ко входу инвертирующего усилителя большие напряжения, в том числе и превышающие напряжение питания ОУ (при этом отношение R2/R1, естественно, должно быть таким, чтобы выходное напряжение усилителя оставалось в границах линейного участка амплитудной характеристики). Приближенное равенство нулю потенциала И-вхо-да ОУ в инвертирующем усилителе позволяет производить суммирование сигналов от нескольких источников при практически полном отсутствии влияния их друг на друга. Недостатком инвертирующего усилителя является относительно низкое входное сопротивление, практически равное сопротивлению /\[. Из сказанного следует, что инвертирующий усилитель применяется в основном в тех случаях, когда необходимо инвертировать входной сигнал, когда нужен усилитель, к которому не предъявляется требования высокого входного сопротивления, или когда нужно просуммировать несколько входных сигналов.  Рис. 3-5. Схема суммирующего усилителя (а) и ее граф (б) Схема сумматора на основе инвертирующего усилителя и его граф показаны на рис. 3-5. Для этого сумматора Ri и, Ro R, Ro. с я, ; i + i/(KP) В данном случае коэффициент обратной связи Rill R2II R3 Ro с+ (Ri\\ Я2НЯ») (3-15) (3-16) где К1К2з—сопротивление параллельно соединенных резисторов RI, R2, R3. Из (3-15) и (3-16) следует, что увеличение числа входов инвертирующего сумматора приводит к снижению коэффициента р и петлевого усиления /Ср, в результате чего в соответствии с (3-9) возрастает погрешность сумматора, вызванная нестабильностью коэффициента усиления примененного ОУ. Для коррекции погрешностей от входных токов ОУ в сумматоре рис. 3-5, а целесообразно обеспечить выполнение равенства Ri = Rx R2\\ Rs II 0 с- Если инвертирующий усилитель должен усиливать только переменную составляющую входного сигнала, последовательно с входным резистором включается конденсатор (рис. 3-6, а). Нижняя граничная частота fH такого усилителя по уровню 3 дБ (рис. 3-6, б) равна l/(2itJRiC). Верхняя граничная частота f„ зависит от инерционности используемого ОУ и от параметров цепей частотной коррекции. Если ОУ по динамиче- 0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 82
|
