Аналоговые устройства. Устройства на полупроводниковых диодах и транзисторах. Ампер-вольтная характеристика полупроводникового диода, страница 9

                                                                   U^вых    R² , т.е. зависит только от R₂R₁ и по-

           Величина K_uOOC =         =

                                                                    Uвх          R1

тому его стабильность очень высока.

U^вх

          Входное сопротивление R    =      = R , а выходное сопротивле_вх            i         ₁

ние ^R_вых → 0 (при ^K_u →∞).

1.4.2.  Неинвертирующий усилитель

Схема, передаточная характеристика и диаграммы напряжений на входах неинвертирующего усилителя приведены на рис.3.8а,б,в. Если i₋ = i₊ = 0, то i₁ = i₂ . Тогда по второму закону Кирхгофа 

uR1 =−uвх , uR2 = uвх −uвых

i1R1 =−uвх, i2R2 = uвх −uвых uвх     uвх −uвых

                                                                    ⁱ₁ =− , ⁱ₂ =                 

                                                                               R1                          R2

        −      =               , или uвх

             uвх         uвх −uвых          ⎛⎜⎜ R11 + R12 ⎟⎞⎠⎟ = uRвых2 или uвых = uвх⎛⎜⎝⎜1+ RR12 ⎞⎟⎟⎠.

              R1                 R2                                 ⎝

Таким образом,

U                R Ku =     вых =1+     2 .                                   (3.12)                 Uвх                  R1

Этот же результат следует из (3.8) при K_u →∞

                               1         1                                                1                     R¹       

K_uOOC =            =    и следовательно K_uOOC =  , где γ=

                             1 +γ γ                                          γ              R₁ + R₂

K

1 R¹ + R² =1+ R² . таким образом K_uOOC = =

                                                                      γ R1                            R1

                            а)                                              б)                                        в)

Рис. 3.8. Схема (а), передаточная характеристика (б) и временные синхронизированные диаграммы (в) напряжений неинвертирующего усилителя

Как и в схеме с инвертированием, ^R_вхООС →∞, а ^R_выхООС → 0, при K_u →∞. 

1.4.3 Повторитель напряжения

Если все выходное напряжение подать на инвертирующий вход рис. 3.9а т.е. принять, что R₂ = 0, то из (3.12) следует что K_u =1. Тогда uвых = uвх.

                              а)                                                          б)

Рис.3.9. Схема (а) и временные диаграммы напряжений  на входе и выходе повторителя напряжения (б)

1.4.4. Суммирующий усилитель

На рис. 3.10а приведена схема усилителя, напряжение на выходе которого пропорционально сумме напряжений на входах, т.е.

uвых = −ROC ⎛⎜⎜⎝^uR^1вх1 + ^uR^2вх2 + ...+ ^uR^пвхn ⎞⎟⎠,                      (3.13) _⎟

Рис. 3.10. Схема (а), амплитудная характеристика (б) и временные  синхронизированные диаграммы (в) напряжений усилителя на ИОУ

В частном случае, когда R₁ = R₂ = R,

R^OC (u_1вх +u_2вх ),                        (3.14)

u_вых =−

R

Если i₋ = i₊ = 0, то i₁ + i₂ = i_OC uR1 = u1вх , uR2 = u2вх, uROC = uвых

            u1вх                 u2вх                         uвых

ⁱ₁ =  , ⁱ₂ =        , ⁱ_OC = −       или 

              R1                    R2                          ROC

uR1вх1 + uR2вх2 = − uRвыхOC , или u =−R ⎛⎜⎜⎝uR1вх1 + uR2вх2 ⎠⎞⎟⎟ и при R1 = R2 = R вых  OC

приходим к (3.14).

Входные сигналы должны быть когерентными, т.е. иметь одинаковую частоту и неизменную во времени разность фаз.

1.4.4. Вычитающий усилитель

На рис. 3.11 приведена схема усилителя, напряжение на выходе которого пропорционально разности напряжений на его неинвертирующем и инвертирующем входах.

Если ОУ работает в линейном режиме, то для анализа можно использовать принцип суперпозиции;

Если u2вх = 0, то u' вых = −u1вх R2  

R₁

                Если u1вх = 0, то u'' вых = u2вх          R4 ⎜⎜⎛1+ RR12 ⎟⎟⎞⎠