Неинвертирующий усилитель

Схема неинвертирующего усилителя на основе операционного уси­лителя приведена на рис. 38. Входное напряжение в этой схеме подается на неинвертирующий вход ОУ через резистор R₂. Он предназначен, как и в схеме инвертирующего усилителя, для уменьшения составляющей по­грешности выходного напряжения, вызванной входными токами реального операционного усилителя. Сопротивление резистора R₂определяется по формуле:

.

Напряжение обратной связи, подаваемое на инвертирующий вход ОУ, снимается с делителя напряжения, который образован резистором об­ратной связи R_о.с.и резистором R₁. Это напряжение U(-)равно:

(1)

Рис. 38. Принципиальная схема неинвертирующего

усилителя на ОУ.

Для идеального ОУ входное дифференциальное напряжение ∆U рав­но нулю, следовательно, U_вх. = U.и выражение (1) можно представить в следующем виде:

. (2)

Выражение (2) объясняет назначение схемы - усиление входного сигнала без изменения его знака. Коэффициент усиления с контуром об­ратной связи равен К = (1+R_о.с. / R₁).Можно показать, что входной импе­данс такой схемы Z_вх.очень большой и выражается формулой:

,

где Z_вх. - входной импеданс реального ОУ, имеющий величину порядка 10 МОм.

Также легко показать, что выходной импеданс схемы Z_вых. стремится к нулю, если коэффициент усиления ОУ с разорванной петлей ОС стано­вится очень большим. Таким образом, неинвертирующий усилитель на ОУ может служить буфером между схемами, подключенными к его входу и выходу.

Особым является случай, когда R_о.с. = 0, а резистор R₁во входной цепи отсутствует (рис. 39). При этом отпадает надобность и в резисторе R₂. Тогда U_вых. = U_вх., Z_вх. = Z^*A, Z_вых. = Z^*_вых. /А, где Z^*_вых. –выходной импеданс реального ОУ. Такая схема называется повторителем напряже­ния, т.к. коэффициент усиления по напряжению для нее равен 1. Эта схема используется для преобразования импеданса и может иметь большой ко­эффициент усиления по мощности.

Рис. 39. Принципиальная схема повторителя напряжения на ОУ.