Общие сведения

Методические указания к лабораторной работе №7

Тема: «Операционные усилители».

Цель:

1. Исследование зависимости выходного напряжения от входного напряжения инвертирующего и неинвертирующего усилителей.
2. Изучить влияние величины сопротивления нагрузки на выходное напряжение.
3. Исследовать свойства суммирующего усилителя.

Инвертирующий усилитель

Общие сведения

Операционный усилитель представляет собой идеальный усилитель с высокорезистивным дифференциальным входом (два входных вывода) и очень высоким коэффициентом усиления. Фактически многие электронные устройства, выполняемые на транзисторах, могут быть также реализованы на операционных усилителях.

При подаче на неинвертирующий вход приращение выходного сигнала совпадает по знаку (фазе) с приращениями входного сигнала. Если же сигнал подан на инвертирующий вход, то приращение выходного сигнала имеет обратный знак (противоположный по фазе). При подаче сигналов на оба входа сигнал на выходе равен

U_ВЫХ = ν (U₁ – U₂),

где ν →∞ –коэффициент усиления операционного усилителя;

U₁иU₂ – сигнал на неинвертирующем и инвертирующем входах соответственно.

Входное сопротивление операционного усилителя очень велико (R_ВХ→∞), поэтому входной ток при расчете считается равным нулю.

Выходное сопротивление операционного усилителя весьма мало (R_ВЫХ→0), поэтому ток нагрузки усилителя практически не влияет его выходное напряжение.

Инвертирующий вход часто используется для введения в операционный усилитель внешних обратных связей.

Инвертирующий усилитель представляет собой устройство, которое преобразует входное напряжение в выходное напряжение противоположной полярности. В случае синусоидального напряжения образуется фазовременной сдвиг 180° между входным и выходным сигналами. Инвертирующий усилитель может быть использован для усиления или ослабления входного сигнала. Его принципиальная схема показана на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1

Коэффициент усиления равен

n = - U_ВЫХ / U_ВХ = - R_ОС / R_ВХ.

Для упрощения расчетов делаются следующие допущения:

• В диапазоне модуляции разность потенциалов между двумя входами равна 0;
• Входной ток усилителя равен 0.

Коэффициент усиления n = - 1(когдаR_ОС = R_ВХ), то есть амплитуды входного и выходного сигналов равны.