Инвертирующий усилитель

Если подать на инвертирующий вход ОУ входной сигнал и сигнал отрицательной обратной связи, то в результате получится инвертирующий усилитель, у которого выходной сигнал сдвинут по фазе на 180˚ относительно входного сигнала. Про схему, показанную на рис.6, говорят, что в ней имеется параллельная обратная связь, поскольку сигнал отрицательной обратной связи оказывается включенным не последовательно с входным сигналом, а подается параллельно с ним на один и тот же вход.

Инвертирующий усилитель - student2.ru

Рис.6. Инвертирующий усилитель.

Коэффициент усиления определяется:

Кинв= - Rос/R1.

При этом выходное напряжение усилителя равно:

Uвых = Kинв. Uвх.

Сопротивление R2 выбирают из условия уменьшения влияния токов смещения на выходное напряжение. Для этого R2 выбирают из условия

R2 = Rос R1/(Rос+R1). При этом падения напряжения от токов смещения минимально. Из принципа, что инвертирующий вход ОУ виртуально замкнут, входное сопротивление схемы равно Rвх ≈ R1, а выходное сопротивление уменьшается в (1+К0β) раз и равно

Инвертирующий усилитель - student2.ru

Определить действие обратной связи по напряжению и коэффициент усиления ОУ с ООС можно, воспользуясь тремя упрощающими предположениями о свойствах ОУ:

коэффициент усиления без обратной связи Ко= ∞,

входное сопротивление Zвх=∞,

выходное сопротивление Zвых=0.

По первому закону Кирхгофа для узла:

Iвх= Iос+Iоу

Из того, что с точки зрения входного сигнала инвертирующий вход имеет тот же самый потенциал, что и неинвертирующий вход, который заземлен (мнимая земля), следует, что всё входное напряжение Uвх оказывается приложенным к сопротивлению R1. Поэтому ток, протекающий по R1, равен:

Iвх=Uвх/R1.

Теперь рассмотрим резистор обратной связи, включенный между мнимой землей и выходом, где действует напряжение Uвых . Полагая, что ток Iвх течет в направлении, указанном на рисунке, получим:

Iо с= -Uвых/Rос

Так как входное сопротивление ОУ бесконечно велико, ток сигнала не может затекать в инвертирующий вход, для идеального ОУ Iоу =0

Отсюда следует, что

Iвх= Iос

-Uвых/Rос=Uвх/R1

Отсюда следует:

Кинв=Uвых/Uвх= - Rос/R1.

Наши рекомендации