Свойства не инвертирующего усилителя.

1. Входное сопротивление определяется входным сопротивлением ОУ R_ВХ = R_ВХ.ОУ.

2. Коэффициент усиления не зависит от свойств ОУ и равен . R_ИНВ --сопротивление в цепи инвертирующего входа; R_ОС – сопротивление в цепи обратной связи.

3. Напряжение на выходе повторяет полярность и фазу входного сигнала.

4. Минимальный коэффициент передачи равен единице при R_ОС = 0, или R_ИНВ = ¥. На рис. 12 представлена схема, которая часто применяется в качестве согласующих устройств, имеющих большое входное и малое выходное сопротивление. Выходное напряжение повторяет входное напряжение без искажений в линейном режиме U_ВЫХ =U_ВХ .

Указанные свойства выполняются в том случае, когда ОУ будет в линейном режиме ( --Е < U_ВЫХ < + Е ). При этом напряжение на инвертирующем входе повторяет входное напряжение, а выходной сигнал повторяет полярность и фазу входного. Если под действием входного сигнала ОУ выйдет из линейного режима, то произойдёт ограничение. Ограничение по входу определяются выражением U_ВХ.ОГР = . При входных напряжениях

U_ВХ ³ U_ВХ.ОГР напряжение на выходе будет постоянным и равным U_ВЫХ = ± Е , а напряжение на инвертирующем входе при этом будет также постоянным и равным U_ИНВ = U_ВХ.ОГР

ПРИМЕР 1.

На вход неинвертирующего усилителя подается сигнал симметричной треугольной формы с амплитудной U_m = 2,5 В. Представить диаграммы напряжений на входе и выходе усилителя, если элементы имеют параметры: R1 = R2 = 68 кОм; R3 = 82кОм; E =±12 В1.

1. Кэффициент усиления ; К = (1 + ); K = ( 1+ ) = 2,2

2. Амплитуда на выходе U_M.ВЫХ = K U_M.ВХ;

U_M.ВЫХ = 2,2 х 2,5 = 5,5 В.

3. ОУ находится в линейном режиме U_M.ВЫХ < Е, следовательно выходной сигнал не имеет ограничений, повторяет входной сигнал по форме и в фазе.

4.Определяются масштабные коэффициенты: для входного сигнала и для выходного сигнала . Определяются границы диаграмм по напряжению и точки временных осей. Чертить пунктиром уровни амплитудных значений. Чертятся диаграммы напряжений – два периода в пределах временной оси.

ПРИМЕР 2.

На вход неинвертирующего усилителя подается сигнал симметричной треугольной формы с амплитудной U_m = 2,5 В. Представить диаграммы напряжений на входе и выходе усилителя, если элементы имеют параметры: R1 = R2 = 36 кОм; R3 = 240 кОм; E =±12 В

1. Кэффициент усиления К = ; K = 1+ = 7,8

2. Амплитуда на выходе U_M.ВЫХ = K U_M.ВХ; U_M.ВЫХ = 7,8 х 2,5 = 19,5 В.

3. Расчётное значение выходного напряжения больше напряжения источника питания ( U_M.ВЫХ > Е ), следовательно ОУ ограничивает сигнал по входу на уровне U_ВХОГР = ; U_ВХОГР = В. При превышении входного напряжения уровня ограничения U_ВХ³ ( ± 1,6 В ) напряжение на выходе устанавливается равным напряжению источника питания U _{m ВЫХ}= ± Е.

4.Определяются масштабные коэффициенты: для входного сигнала и для выходного сигнала . Определяются границы диаграмм по напряжению и точки временных осей. Чертить пунктиром уровни амплитудных значений и уровни ограничения для входного сигнала, и уровни ±Е_пит – для выходного. Чертятся диаграммы напряжений – два периода в пределах временной оси.

4. На инвертирующем входе повторяется форма входного напряжения до уровня ограничения, а при больших значениях – будет постоянным и равным напряжению ограничения по входу U_ВХОГР.