Повторитель напряжения

В схеме на рис. 16 U_выхподается непосредственно на инвер­тирующий вход. Если вспомнить, что напряжение между вход­ными выводами U_д– это то напряжение, которое усиливается с коэффициентом усиления усилителя А,то понятно, что при подаче сигнала на неинвертирующий вход напряжение на выходе усилителя изменится так, что окажется U_д = U_вых/А,после чего выходное напряжение будет оставаться постоянным, пока не изменится входной сигнал. Поскольку коэффициент усиления операционного усилителя очень высок, U_дбудет очень мало, поэтому U_выхокажется приблизительно равным U_вх.

Например, если на повторитель напряжения (рис. 16) по­дать напряжение 1В, напряжение на выходе начнет расти, по­скольку напряжение +1В подано на неинвертирующий вход. Напряжение на выходе будет расти до тех пор, пока не окажется, что U_вых = U_вх,или U_д≈ 0. Если коэффициент уси­ления операционного усилителя А = 10 000, напряжение на выходе перестанет расти, когда окажется, что U_д =1 В/10 000 = 0,1 мВ. По сравнению с 1 В U_д = 0,1 мВ пренебрежимо мало и приблизительно равно нулю. Если напряжение на выходе пре­высит 1В, то изменится полярность U_д, разность U_вх– U_ВЫХ станет неравной нулю, так что напряжение на выходе начнет меняться в обратном направлении (понижаться) до 1В.

Рис. 16. Повторитель напряжения. а – принципиальная схема; б – эпюры входного и выходного сигналов

Из закона Кирхгоффа имеем U_вх+ U_д = U_вых. Поскольку U_вых = AU_д,получим, что U_д = U_вых /А. Следовательно, U_вх+ U_вых/A = U_вых. Если А приближается к бесконечно боль­шому значению, то член U_вых/А стремится к нулю, и в резуль­тате получаем равенство U_вх = U_вых. Так как входной сигнал подан на неинвертирующий вход, сигнал на выходе будет иметь те же фазу и амплитуду, что и входной.

Входное напряжение связано с землей только через входное сопротивление усилителя, которое очень велико, поэтому по­вторитель напряжения может служить хорошим буферным кас­кадом.