Неивертирующий усилитель

Рассмотрим схему неинвертирующего усилителя (рис.12.3).

Для анализа схемы воспользуемся тем, что разность напряжений для ОУ, охваченного ООС, равно нулю. Тогда напряжение в точке А U_A = U_ВХ. Напряжение U_A снимается с делителя напряжения:

U_А = U_ВЫХ R₁ / (R₁ + R_ОС).

Если U_А = U_ВХ, то

К_U = U_ВЫХ / U_ВХ =1 + R_ОС / R₁.

Рис.12.3. Неивертирующий усилитель на ОУ

В смехе реализована последовательная ООС по напряжению, вследствие чего входное сопротивление схемы велико (для ОУ с биполярными транзисторами на входе оно превышает 10⁸ Ом), а выходное – доли Ом.

Главное достоинство схемы – высокое входное сопротивление, недостаток – на входе ОУ имеется синфазное напряжение, равное входному сигналу.

На рис. 12.4 представлен повторитель на основе ОУ. Он представляет собой неинвертирующий усилитель, в котором сопротивление резистора R₁ равно бесконечности (разрыв), а сопротивление резистора R_ОС – нулю (замыкание), при этом коэффициент передачи схемы равен нулю.

Усилитель с единичным коэффициентом повторения называют иногда буфером, так как он обладает отличными свойствами для согласования схем с высокими выходными и низкими выходными сопротивлениями. Существуют специальные операционные усилители, предназначенные для использования только в качестве повторителей. Они обладают улучшенными характеристиками, в основном более высоким быстродействием.

Во многих случаях требуется, чтобы в усилителе происходило усиление только переменных сигналов, причем возможно наличие постоянной составляющей входного сигнала. Для этой цели применяют включение во входной цепи разделительного конденсатора (рис.12.5).

Рис.12.4. Повторитель на ОУ

Рис.12.5. Усилитель переменного тока на ОУ

Резистор R_ВХ включен для того, чтобы не происходила зарядка конденсатора входным током ОУ и не появлялось дополнительное напряжение смещения на входе. Основной недостаток схемы состоит в том, что резистор R_ВХ шунтирует собой вход схемы, а входное сопротивление схемы равно сопротивлению резистора R_ВХ, что гораздо меньше входного сопротивления ОУ. Величина R_ВХ определяет напряжение смещения на выходе. Для устранения на выходе схемы постоянного напряжения необходимо поставить последовательно с выходом разделительный конденсатор.