 |
|
Схемы инвертирующих усилителей на базе ОУ
Любое схемное исполнение на основе ОУ базируется на основе использования инвертирующей или неинвертирующей схемы включения.
В типовой схеме инвертирующего усилителя входной сигнал подается через резистор R1 на инвертирующий вход, который с помощью резистора RОСохвачен ООС по напряжению, а неинвертирующий вход ОУ заземлен (рис.2.16, а).
Определим параметры инвертирующего усилителя. Согласно первого закона Кирхгофа сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла. Но для ОУ I0 = 0, следовательно IВХ = I ОС . Выразим указанные токи через соответствующие напряжения и сопротивления
.
Дифференциальный входной сигнал U0 равен 0, поэтому
.
Откуда коэффициент усиления инвертирующего усилителя определяется через отношение сопротивлений обратной связи и входа
.
При постоянном значении сопротивления R1 коэффициент усиления можно изменять подбором сопротивления ОС.
Входное сопротивление инвертирующего усилителя значительно меньше собственного сопротивления ОУ и равно сопротивлению R1.
При R1 = RОС коэффициент усиления схемы равен – 1, и усилитель превращается в инвертирующий повторитель (инвертор).
При R1 = 0 инвертирующий усилитель становится преобразователем тока в напряжение:
; 
.
Инвертирующее включение ОУ используется для суммирования сигналов. На рис. 22.4, б представлена схема трехвходового инвертирующего сумматора. Сигналы, подлежащие суммированию, подаются на инвертирующий вход ОУ через одинаковые сопротивления R, при этом входные токи определяются только входными напряжениями:
; 
; 
,
а их сумма равна току, протекающему по сопротивлению ОС (согласно свойствам ОУ не потребляет ток от источника сигнала, так что I0= 0).
.
При R = RОС выходное напряжение равно инвертированной сумме входных напряжений.
Отметим, что входные токи протекают через резистор ОС, практически не оказывая взаимного влияния. Иначе говоря, все входы сумматора на ОУ полностью развязаны. Это свойство широко используется для смешивания (микширования) сигналов звуковых частот.