Раздел: Документация

0 ... 13 14 15 16 17 18 19 ... 82

усилитель от инвертирующего. Найдем RBX, используя граф рис. 3-8. Этот граф соответствует схеме рис. 3-7, а при /\з=0, так что из него мы находим разность

#вх—#з =—— =

вх

1-(0 э.2.1+КОг-2-ОгК/Мсф)

е+эе э-2-1+ке2.2е+э-е2 {к/мсф) G+-G2gRx [кил-ок-г-г-гл

где G s = G1 + G2 + gB![+gc4 и G+3 = gBX+g —эквивалентные (собственные) проводимости узлов е и е+. Переходя к 0вх = = \/RBX и выполняя несложные преобразования написанного выше соотношения, получаем

1КС2 gc<}>

G =j?*+j? —сф °

вх бсф I бвх

1 л. к Ga /1 1 \ , gBx + бсф G12 I 2/Исф 612

Это говорит о том, что входное сопротивление неинвертирующего усилителя образуется двумя параллельными ветвями, сопротивление одной из которых гСф = l/gc<j„ а сопротивление Другой

! \ , gBx + йсф

1 + KPI1

Я,=—--

2Мсф /Gx

КР . йсф

Л1сф 612

где

R

й= --£13-.(3-20)

Учитывая, что -°£Е =-L 3-С 1. можем окончательно

G13 гсф (У?, + #2)

записать:

в

К{1

Р =-х-gMrx-f(3 21

лсф •сф (R> + R2)

Таким образом,

RBXR3 + (r\\R3).(3-22)

Если /ИСф>/\Р, то

R9 = rax(W + l).(3-23)

Если же коэффициент МСф имеет сравнимое с К$ значение, это может привести в соответствии с (3-21J как к уменьшению,

---

так и к увеличению входного сопротивления неинвертирующего усилителя в зависимости от размера и знака МСф.

Формулы (3-22) и (3-23) показывают, что входное сопротивление неинвертирующего усилителя может быть весьма

большим. Это является преимуществом неинвертирующего усилителя перед инвертирующим.

Применение неинвертирующего усилителя. Благодаря высокому входному сопротивлению неинвер-тирующий усилитель часто применяется в качестве измерительного (масштабирующего) усилителя. На рис. 3-9, а показана схема подобного усилителя, в котором с помощью переключателя можно устанавливать три различных значения коэффициента усиления, равных l + (Ra + Rs)/R\, l+Rs/iRi + Rs) и 1. Резисторы R2, R4, R6 предназначены для выравнивания собственных проводимостей Н- и И-входов ОУ.

Довольно часто применяют неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления, равным единице. Подобный повторитель напряжения образуется путем соединения выхода ОУ с его И-входом (рис. 3-9, б). Входное сопротивление повторителя весьма велико, а его выходное сопротивление мало. По-

« ГПЮ

J П1

Рис 3 8 Граф для определения входного сопротивления неинвертирующего усилителя

Рис 3 9 Неинвертирующий усилитель с переключаемым коэффициентом усиления (а) и повторитель напряжения (б)

этому повторитель напряжения обычно включают между источником сигнала и нагрузкой с целью исключить влияние сопротивления нагрузки на выходное напряжение источника, имеющее сравнимое с нагрузкой внутреннее сопротивление.

При построении неинвертирующего усилителя переменного напряжения его схему можно построить так, как показано на рис. 3-10, а. Конденсатор С2 здесь нужен для того, чтобы не пропускать на вход ОУ постоянную составляющую входного напряжения, а благодаря конденсатору С/ обеспечивается

---

стопроцентная ООС по постоянному току. Последнее обстоятельство позволяет обеспечить стабильность режима ОУ по по стоянному току, постоянная составляющая выходного напряжения ОУ поддерживается за счет ООС на уровне, близком к нулевому.

На основании графа рис. 3-10,6 для усилителя по схеме рис. 3-10, а найдем выражение, определяющее его коэффициент усиления (ОУ принимаем идеальным)

рС2 (G, + rt) l 1 Hfti-t- Я2)/(рСЛ/?2)

Кос(Р)"

(PC2+G3)G2 где р — оператор Лапласа.

[1 + 1/(рС,/?3)][1-+ l/fcAKO]

(3-24)

Рис 3 10 Схемы неинвертирующих усилителей переменного напряжения (а я в) и их графы (б и г)

Из (3-24) следует, что для того, чтобы расширить полосу пропускания усилителя в сторону низких частот, нужно увеличить емкость конденсаторов С1 и С2 В частности, при pCiR\R2l(R\ + R2) =рС2Яъ амплитудно-частотная характеристика усилителя в области низких частот будет

к0 с и =(i +ад1)[1/А1 + 1/(сосу?1)2

Входное сопротивление усилителя переменного напряжения по схеме рис. 3-10, а примерно равно сопротивлению R3. Возможность увеличения сопротивления ограничена смещением начального уровня выходного напряжения усилителя за счет разностного входного тока ОУ.

С точки зрения увеличения входного сопротивления предпочтительна схема усилителя переменного напряжения, показанная на рис. 3-10, в. В этом усилителе Н-вход по постоян-

4*

51

0 ... 13 14 15 16 17 18 19 ... 82