Операционные усилители, страница 3

Коэффициент усиления по напряжению инвертирующего усилителя (ИУ) К^о =U_вых/E_T найдем на основании выражения (2), где применительно к схеме рис. 4а К= -mR₂/(R₁+R₂); К_П = -mR₁/(R₁ + R₂ ):

                                         (3)

Приближенное выражение (3) получено при условии mR₁>>1.

Рис 4. Усилители с потенциальным выходом
 а - инвертирующий; б- не инвертирующий; в - дифференциальный

Входное сопротивление инвертирующего усилителя в узле очень низкое  [1], как низким является и дифференциальное напряжение на входе ОУ U_вх, которое меньше U_вых в m раз. Отсюда вытекает важное следствие: напряжение на инвертирующем входе ОУ U₁, охваченного достаточно глубокой отрицательной обратной связью, повторяет напряжение на его не инвертирующем входе U₂, т. е.

Поскольку в схеме на рис. 3а отрицательная обратная связь со стороны выхода является обратной связью по напряжению, выходное сопротивление инвертирующего усилителя низкое. Такое же низкое выходное сопротивление имеет и не инвертирующий усилитель (рис. 3б), поскольку он отличается от инвертирующего только местом подсоединения входного источника напряжения Е_Г, что никак не сказывается на петле обратной связи и. соответственно, на выходном сопротивлении. Коэффициент усиления не инвертирующего усилителя (НУ) К^*= U_вых/E_Готличается от К°, так как различаются пути прямой передачи в инвертирующем и не инвертирующем усилителях.

Если резистор R₁, в схеме отсутствует, т.е., то НУ является повторителем напряжения c очень малым выходным R_вых2 и очень большим входным R_вх3 сопротивлениями Большое входное сопротивление в узле 3 объясняется действием в НУ последовательной отрицательной обратной связи.

1.4. Решающие усилители с токовым выходом

Токовый выход, т.е. большое выходное сопротивление, реализуется при отрицательной обратной связи по току (рис 5а) или положительной ОС по напряжению (рис. 5б). Для  усилителя с незаземленной нагрузкой (рис 5а) выходное сопротивление, т.е. выходное сопротивление при действии отрицательной обратной связи по току оказывается в m+1 раз больше этого же сопротивления, измеренного при отсутствии (т.е. разомкнутой) ОС. Выходное сопротивление усилителя с заземленной нагрузкой (рис 5б) R_{вых н}®µ , если выполняется условие R₁/R₂= R₃/R₄ и m®µ.

Рис 4. Усилители с токовым выходом:
 а - с незаземленной нагрузкой, б - с заземленной нагрузкой

Входные сопротивления в схемах рис. 5 по отношению к источникам сигналов Е_Г1 и Е_Г2 такие же, как и в схемах на рис. 4а и 4б. Напряжения на нагрузке для инвертирующего (Е_Г2 =0), не инвертирующего (Е_Г1=0) и дифференциального усилителей [1] определяются следующими формулами:

                                                   (4)