Введение. Модель идеального операционного усилителя / Хабр
Даже после появления цифровых вычислительных машин вычисления и обработка сигналов зачастую производились средствами аналоговой электроники. Основу этих устройств составляли операционные усилители.
Операционные усилители как класс появились в качестве унифицированных элементов аналоговых вычислительных машин (АВМ) после Второй Мировой войны. На них собирались звенья, производящие математические операции: сложение, вычитание, интегрирование, дифференцирование и т.п. Слово «операционный» в названии появилось в силу этого факта. В качестве входного сигнала использовалось напряжение.
Вычисления могли быть достаточно сложными и требовать большого количества звеньев, что выдвигало достаточно жёсткие требования к унификации и стабильности характеристик операционных усилителей. Выполнение требований стабильности характеристик достигалось введением в схемы звеньев отрицательной обратной связи (ООС).
Массовое применение операционных усилителей началось со второй половины 60-х годов прошлого века, когда был налажен серийный выпуск относительно недорогих интегральных ОУ. Использование микросхем операционных усилителей стало тогда экономически целесообразным сначала в промышленной электронике, а затем и в бытовой технике.
В качестве КДПВ использована фотография советского аналога операционного усилителя LM101, одного из первых массовых интегральных ОУ.
▍ Идеальный операционный усилитель
Обычно операционный усилитель имеет два входа, инвертирующий и неинвертирующий, и один выход. ОУ усиливает разность напряжений на входах. Коэффициент передачи операционного усилителя с отключенной ООС – порядка 10
Принцип действия ОУ наиболее наглядно раскрывается на модели «идеального операционного усилителя». Модель обладает следующими свойствами:
- Входы идеального ОУ не оказывают влияния на входные сигналы и имеют бесконечно большое сопротивление и бесконечно малую ёмкость.
- Выход идеального ОУ имеет нулевое сопротивление и может обеспечить на нагрузке любое напряжение и любой ток.
- Коэффициент передачи идеального ОУ стремится к бесконечности и не зависит от частоты входных сигналов.
- Время задержки распространения сигнала в идеальном ОУ равно нулю, сдвиг фаз отсутствует.
- Охваченный ООС идеальный ОУ стремится установить равное напряжение на входах.
Схема операционного усилителя без обратной связи представлена ниже:
Идеальный ОУ, включенный без обратной связи, работает следующим образом: напряжение на выходе равно разности напряжений на входах, умноженной на коэффициент передачи идеального ОУ без обратной связи:
Выразим разность напряжений на входах идеального ОУ через напряжение на выходе и коэффициент передачи идеального ОУ без обратной связи:
Поскольку, согласно свойству 3 модели идеального операционного усилителя коэффициент передачи Gо стремится к бесконечности, получаем подтверждение свойства 5 модели и для идеального ОУ, неохваченного ООС:
▍ Идеальный инвертирующий усилитель
Инвертирующий усилитель является пропорциональным (усилительным) звеном.
Он производит операцию умножения входного сигнала на коэффициент k.
Усилитель охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току. Цепь обратной связи состоит из делителя напряжения, собранного на резисторах R1 и R2:
Из свойства 5 модели следует, что напряжение на инвертирующем входе ОУ Uвх- равно напряжению на неинвертирующем входе Uвх+. Поскольку, неинвертирующий вход ОУ подключен к общему проводу, на инвертирующем входе образуется потенциал 0 В.
Согласно свойству 1 модели идеального операционного усилителя, инвертирующий вход ток не потребляет, следовательно, падение напряжения на резисторе R1 равно напряжению Uвх, падение напряжения на резисторе R2 равно напряжению U
Получаем следующее соотношение:
из которого следует:
Согласно формуле (5), коэффициент передачи инвертирующего усилителя:
Из формулы (6) видно, что коэффициент передачи идеального инвертирующего усилителя может быть в пределах от 0 до — ∞.
Входной импеданс идеального инвертирующего усилителя равен сопротивлению резистора R1, поскольку, согласно свойству 1 модели идеального усилителя на ОУ входы не потребляют ток, и на инвертирующем входе установлен потенциал 0 В согласно свойству 5.
При равенстве сопротивлений резисторов в цепи обратной связи получаем инвертирующий повторитель.
При соотношении сопротивлений резисторов R1 > R2 схема работает как инвертирующий аттенюатор, т.е. начинает «ослаблять» входной сигнал.
▍ Идеальный неинвертирующий усилитель
Неинвертирующий усилитель, как и инвертирующий усилитель, является пропорциональным звеном. Он производит операцию умножения входного сигнала на коэффициент k.
Усилитель охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току. Цепь обратной связи состоит из делителя напряжения, собранного на резисторах R1 и R2. Сигнал с делителя напряжения подаётся на инвертирующий вход:
Из свойства 5 модели следует, что напряжение на инвертирующем входе ОУ Uвх- равно напряжению на неинвертирующем входе Uвх+.
При этом Uвх+ равно входному напряжению Uвх.
Согласно свойству 1 модели идеального операционного усилителя, входы ОУ ток не потребляют, следовательно, падение напряжения на резисторе R1 равно напряжению Uвх, а падение напряжения на последовательно включенных резисторах делителя напряжения R1 и R2 равно напряжению U
Получаем следующее соотношение:
Согласно формуле (7), коэффициент передачи неинвертирующего усилителя:
Из формулы (8) видно, что коэффициент передачи идеального неинвертирующего усилителя не может быть меньше единицы.
Входной импеданс идеального неинвертирующего усилителя равен импедансу неинвертирующего входа, который согласно свойству 1 модели идеального усилителя на ОУ стремится к бесконечности.
Частным случаем схемы неинвертирующего усилителя на ОУ является схема повторителя, где сопротивление R1 = ∞, а R2 = 0:
Схема имеет высокое входное и низкое выходное сопротивление, что позволяет согласовать, например, высокоомный источник сигнала с низкоомной нагрузкой.
▍ Сравнение схем инвертирующего и неинвертирующего усилителей
Обе схемы усилителей, инвертирующего и неинвертирующего, являются пропорциональными звеньями, осуществляющими операцию умножения входного сигнала на коэффициент k.
Принципиальные различия между схемами заключаются в том, что:
- Инвертирующий усилитель изменяет знак входного сигнала, а неинвертирующий усилитель знак входного сигнала не изменяет.
- Коэффициент передачи инвертирующего усилителя может быть меньше единицы, а коэффициент передачи неинвертирующего усилителя меньше единицы быть не может.
- Входное сопротивление неинвертирующего усилителя определяется входным сопротивлением применённого ОУ, а входное сопротивление инвертирующего усилителя определяется сопротивлением резисторов в цепи обратной связи.
Исходя из вышесказанного, инвертирующие усилители целесообразно применять в схемах, требующих согласования с низкоомными источниками сигнала, а неинвертирующие – для согласования с высоомными источниками сигнала, а также на входах измерительных устройств для минимизации влияния на измеряемый сигнал.
Увеличение входного сопротивления инвертирующего усилителя резистором R1 требует пропорционального коэффициенту передачи k увеличения сопротивления резистора R2. Предотвратить чрезмерное увеличение сопротивления резистора R2 можно применением в цепи ООС усилителя Т-моста:
Коэффициент передачи инвертирующего усилителя с Т-мостом:
Входное сопротивление инвертирующего усилителя с Т-мостом приблизительно равно сопротивлению резистора R1.
При k = 10 и сопротивлении R1 = 500 кОм в схеме инвертирующего усилителя с делителем напряжения в цепи обратной связи сопротивление резистора R2 должно быть 5 МОм.
В случае инвертирующего усилителя с Т-мостом, при k = 10, сопротивлении R1 = 499 кОм и сопротивлении R4 = 100 Ом, сопротивление резисторов R2 и R3 будет равно 22.6 кОм. Расчёт цепи обратной связи в этом случае сложней, но применение Т-моста в цепи обратной связи при больших значениях сопротивления резистора R1 обеспечивает более стабильную работу усилителя.
▍ От автора
Данный цикл публикаций состоит из семи частей. Краткое содержание публикаций:
- Предпосылки появления ОУ. «Идеальный» операционный усилитель. Инвертирующий и неинвертирующий усилители, повторитель. < — Вы тут
- Отличия «реального» ОУ от «идеального». Основные характеристики реального ОУ. Ограничения реального ОУ.
- Суммирующий усилитель. Разностный усилитель. Измерительный усилитель. Интегрирующее звено. Дифференцирующее звено. Схема выборки-хранения.
- Активный детектор. Активный пиковый детектор. Логарифмический усилитель. Активный ограничитель сигнала. Компаратор на ОУ. Источник опорного напряжения. Источник тока. Усилитель мощности.
- Частотно-зависимая обратная связь в ОУ. Активные фильтры на ОУ. Генераторы сигналов на ОУ.
- Однополярное включение ОУ. Входные помехи, «развязки» и защиты входных цепей, экранирование.
- Операционные усилители на лампах.
Использованные источники:
- Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Энергоатомиздат, 1988
- Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники. 2-изд. Мир, 1993
- Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 5-изд. Мир, 1982
- Шкритек. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. Мир, 1991
Неинвертирующий усилитель
RADIOMASTER
Лучшие смартфоны на Android в 2022 году
Серия iPhone от Apple редко чем удивляет. Когда вы получаете новый iPhone, общее впечатление, скорее всего, будет очень похожим на ваше предыдущее устройство. Однако всё совсем не так в лагере владельцев устройств на Android. Существуют телефоны Android всех форм и размеров, не говоря уже о разных ценовых категориях. Другими словами, Android-телефон может подойти многим. Однако поиск лучших телефонов на Android может быть сложной задачей.
1160 0
Документация Схемотехника CAD / CAM Статьи
Компьютеры Радиолюбителю
- Главная /
- База знаний /
- Статьи /
- Радиолюбителю
В схеме инвертирующего усилителя рис. 1.5 резисторы R1 и R2 образуют делитель, через который протекает одинаковый ток
Исходя из этого к инвертирующему входу ОУ приложено напряжение:
Рисунок 1.1 — Неинвертирующий усилитель
Однако, как уже отмечалось, за счет отрицательной обратной связи потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов будут примерно равными, т.
е.
Отсюда коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:
В отличие от инвертирующего усилителя входное сопротивление неинвертирующего усилителя определяется входным дифференциальным сопротивлением ОУ и можно считать, что
(Например, у усилителей с МОП транзисторами на входе Ом. Выходное сопротивление составляет несколько десятков-сотен Ом. Сумма сопротивлений (R1 +R2) должна быть такой, чтобы общий максимальный ток нагрузки ОУ с учетом этого сопротивления не превышал допустимого значения.
Рисунок 1.2 — Повторитель напряжения
На рис. 1.2 приведена схема неинвертирующего усилителя со 100% отрицательной обратной связью. При подаче напряжения на вход, за счет обратной связи выходное напряжение будет изменяться до тех пор, пока потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов не сравняются
(считаем ), т.
е выходное напряжение окажется приблизительно равным входному. Таким образом коэффициент усиления схемы рис. 6.7
В силу этого схема рис. 1.2 называется повторителем, так как сигнал на выходе имеет ту же амплитуду и фазу , что и входной. Повторитель часто используется в качестве буферного каскада.
При необходимости усиливать переменный сигнал можно использовать схему рис. 1.3. Для входного тока (очень небольшого) в схеме предусмотрено заземление неинвертирующего входа через резистор R. RC-цепь образует фильтр высоких частот, поэтому постоянная времени должна выбираться исходя из требуемой нижней граничной частоты пропускания усилителя.
Рисунок 1.3 – Усилитель переменного напряжения
Нравится
Твитнуть
Теги Радио
Сюжеты Радио
Малошумящие низкочастотные усилители
12037 0
Влияние режима работы транзистора на шумы
7229 0
Влияние построения схемы на параметры
16803 0
Комментарии (0)
Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.
Вход
О проекте Использование материалов Контакты
Новости Статьи База знаний
Радиомастер
© 2005–2022 radiomaster.ru
При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт radiomaster.ru обязательна. 0.2231 s
Разница между инвертирующим и неинвертирующим усилителем (со сравнительной таблицей)
Двумя основными классами операционных усилителей являются инвертирующие и неинвертирующие усилители. Принципиальное различие между инвертирующим и неинвертирующим усилителем заключается в том, что инвертирующий усилитель создает усиленный выходной сигнал, который не совпадает по фазе с приложенным входным сигналом. В отличие от неинвертирующего усилителя, который усиливает уровень входного сигнала без изменения фазы сигнала на выходе.
Что такое операционный усилитель?
Операционные усилители считаются основным компонентом аналоговых электронных схем. Это линейное устройство, которое используется для усиления сигнала постоянного тока.
Таким образом, он используется для формирования сигнала, фильтрации и выполнения таких операций, как сложение, вычитание, интегрирование и т. д. Различные компоненты, такие как резистор, конденсатор и т. д., находятся между входными и выходными клеммами усилителя и используются для усиления уровня напряжения. применяемого сигнала.
Это трехконтактное устройство с двумя входами и одним выходом. Из двух входных клемм одна является инвертирующей, а другая неинвертирующей.
Эта статья расскажет о различных факторах, отличающих инвертирующие и неинвертирующие усилители.
Содержание: Инвертирующий и неинвертирующий усилитель
- Сравнительная таблица
- Определение
- Ключевые отличия
- Заключение
Сравнительная таблица
| Основание для сравнения | Инвертирующий усилитель | Неинвертирующий усилитель |
|---|---|---|
| Базовый | Обеспечивает усиленный сигнал, который не совпадает по фазе с приложенным входом. | Предназначен для подачи усиленного сигнала, совпадающего по фазе с сигналом на входе. |
| Разность фаз между входом и выходом | 180° | 0° |
| Вход | Применяется к отрицательной входной клемме | Применяется к положительной входной клемме |
| Достигнутый результат | Инвертированный в природе | Неинвертированный в природе |
| Выражается как | Отрицательная полярность | Положительная полярность |
| Коэффициент усиления усилителя | Отношение сопротивлений. | Суммирование 1 с соотношением сопротивлений. |
| Заземление | Положительная входная клемма заземлена | Отрицательная входная клемма заземлена |
| Полярность усиления | Отрицательная | Положительная |
Определение инвертирующего усилителя
Тип операционного усилителя, который предназначен для генерации сигнала на выходе, который на 180° не совпадает по фазе с приложенным входом, известен как инвертирующий усилитель .
Это означает, что если фаза подаваемого входного сигнала положительна, то усиленный сигнал будет иметь отрицательную фазу. Аналогичным образом для сигнала с отрицательной фазой фаза на выходе будет положительной.
Он считается одним из самых простых и широко используемых конфигураций операционного усилителя. На приведенном ниже рисунке представлена схема инвертирующего усилителя:
Здесь из приведенного выше рисунка видно, что обратная связь подается на операционный усилитель, чтобы обеспечить работу схемы по замкнутому контуру. Для корректной работы схемы в ней предусмотрена отрицательная обратная связь. Таким образом, чтобы иметь замкнутую схему, вход, а также сигнал обратной связи с выхода обеспечиваются на инвертирующем выводе операционного усилителя.
Для приведенной выше сети коэффициент усиления определяется как:
Определение неинвертирующего усилителя
Усилитель, который производит усиленный сигнал на выходе, имеющий фазу, аналогичную фазе приложенного входа, известен как неинвертирующий усилитель .
Это просто означает, что для входного сигнала с положительной фазой выходной сигнал также будет положительным. Также то же самое касается входа с отрицательной фазой.
На рисунке ниже представлена схема неинвертирующего усилителя:
В этом случае, чтобы выходной сигнал имел ту же фазу, что и входной, входной сигнал подается на неинвертирующую клемму усилителя. Но здесь также должна быть предусмотрена отрицательная обратная связь, таким образом, обратная связь подается на инвертирующий вывод операционного усилителя. Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя в замкнутом контуре определяется как:
Здесь следует отметить, что усилитель с инвертирующей конфигурацией можно преобразовать в неинвертирующий, просто изменив предусмотренные входные соединения.
Основные различия между инвертирующим и неинвертирующим усилителем
- Ключевой фактор различия между инвертирующим и неинвертирующим усилителем делается на основе соотношения фаз между входом и выходом. В случае инвертирующего усилителя выход не совпадает по фазе с входом. В то время как для неинвертирующего усилителя и вход, и выход находятся в одной фазе.
- Входной сигнал инвертирующего усилителя подается на отрицательную клемму операционного усилителя. Напротив, вход в случае неинвертирующего усилителя осуществляется на положительной клемме.
- Коэффициент усиления, обеспечиваемый инвертирующим усилителем, представляет собой отношение сопротивлений. В отличие от этого, коэффициент усиления неинвертирующего усилителя представляет собой сумму 1 и отношения сопротивлений.
- В инвертирующем усилителе неинвертирующая клемма заземлена. В то время как в неинвертирующем усилителе инвертирующий вывод операционного усилителя заземлен.
- Достигнутый коэффициент усиления инвертирующего усилителя отрицательный, поэтому он обеспечивает инвертированный выходной сигнал. Но для неинвертирующего усилителя коэффициент усиления положительный, и, следовательно, достигнутый выходной сигнал не инвертируется по своей природе.
В случае инвертирующего усилителя выход не совпадает по фазе с входом. В то время как для неинвертирующего усилителя и вход, и выход находятся в одной фазе.
Заключение
Приведенное выше обсуждение инвертирующих и неинвертирующих усилителей позволяет сделать вывод о том, что как в инвертирующих, так и в неинвертирующих усилителях используется отрицательная обратная связь, которая помогает обеспечить регулируемое усиление усилителя.
Базовый анализ неинвертирующих и инвертирующих усилителей
Ⅰ. ВведениеВ электронике операционный усилитель представляет собой блок схемы с очень высоким коэффициентом усиления. В реальной схеме, как правило, в сочетании с сетью обратной связи образуют определенный функциональный модуль. Это электронное устройство со специальной цепью связи и обратной связью. Выходной сигнал может быть результатом математических операций, таких как сложение, вычитание или дифференцирование, интегрирование и т. д., поэтому он использовался в аналоговых компьютерах для реализации математических операций.
Каталог Ⅰ. |
Ⅱ. Неинвертирующие усилители и инвертирующие усилители 2.1 Терминология 2.2 Схема неинвертирующего усилителя 2.3 Схема инвертирующего усилителя |
Ⅳ. Коэффициент усиления усилителя |
Ⅴ. Различия между инвертирующими и неинвертирующими усилителями 5.1 Факты рассмотрение 5.2 Работа с различиями |
ⅵ Один вопрос, связанный с усилителем, и продолжительностью 6.1 Вопрос 6.2 Ответ |
ВведениеAMP AMP. в дискретных устройствах или в полупроводниковых микросхемах. С развитием полупроводниковой техники большинство операционных усилителей существуют в виде одной микросхемы, но существует множество типов операционных усилителей, которые широко используются в электронной промышленности.
Операционный усилитель можно рассматривать просто как усилитель напряжения с прямой связью и высоким коэффициентом усиления с одним портом вывода сигнала (Out) и двумя входами с высоким импедансом, неинвертирующим входом и инвертирующим входом, поэтому операционные усилители могут быть используется для изготовления неинвертирующих, инвертирующих и дифференциальных усилителей.
Разница между инвертирующим и неинвертирующим усилителем
Ⅱ. Неинвертирующие усилители и инвертирующие усилители 2.1 Терминология
Операционный усилитель в электронной схеме имеет неинвертирующий вход и инвертирующий вход. Одинаковая полярность входа и выхода — это неинвертирующий усилитель, наоборот, это инвертирующий усилитель. И схема инвертирующего усилителя имеет функцию усиления входного сигнала и инвертирования выхода.
2.2 Схема неинвертирующего усилителя
Когда принимается положительная фаза, выводится положительная фаза, тогда как выводится отрицательная фаза. Фазы неинвертирующего конца и выходного конца одинаковы. Другими словами, на неинвертирующий вход ОУ подается сигнал, а на выходе он не инвертируется по сравнению со входом.
Рисунок 1. Неинвертирующий усилитель
(Приложенный сигнал сохраняет свою полярность на выходе, положительный вход остается положительным выходом.
) Vin=V-……a
Из-за виртуального разомкнутой цепи ток на инвертирующем входе отсутствует, ток через R1 и R2 равен, а ток устанавливается равным I, что получается по закону Ома:
I=Vвых/(R1+R2)……б
Vin равно парциальному напряжению на R2, где Vin=I*R2……c
По a, b, c, где Vвых=Vin*(R1+R2)/R2
2.3 Схема инвертирующего усилителя
Когда принимается положительная фаза, выводится отрицательная фаза, тогда как выводится положительная фаза. А неинвертирующий конец и выходной конец сохраняют инвертирующее отношение. Инвертирующий усилитель выполняет ту же функцию, что и усилитель с общим эмиттером и общим истоком.
Рисунок 2: Заземление операционного усилителя равно 0 В, инвертирующий и неинвертирующий конец имеют короткое замыкание, поэтому оно также равно 0 В. Входное сопротивление инвертирующего входа очень велико, пока он виртуально разомкнут.
Чтобы почти не было ввода и оттока тока, тогда R1 и R2 равны последовательному соединению, ток, протекающий через каждый из компонентов в последовательной цепи, одинаков, то есть ток, протекающий через R1, и ток, протекающий через R2 одинаковы. 9Рис. 2. Инвертирующий усилитель -)/R1………a
Ток, протекающий через R2: I 2 =(V—Vout)/R2……b
V-=V+=0………………c
I 1 =I 2 ……………………d
Решая приведенное выше алгебраическое уравнение, мы можем получить результат:
Vout=(-R2/R1)*Vi
Схема инвертирующего усилителя имеет функцию усиления входного сигнала и инвертирования выхода, что является методом отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь возвращает часть выходного сигнала на вход. Причина, по которой инвертирующий усилитель может подключать сигнал только на инвертирующий вход, состоит в том, что отрицательная обратная связь может быть сформирована только таким образом, иначе он не будет работать в области линейного усиления.
При одновременном вводе с обоих концов размер и фаза одинаковы, то есть синфазный сигнал, а теоретический выходной сигнал равен нулю.
Ⅲ. Примечание. Входное сопротивление
Входное сопротивление неинвертирующего входа высокое, а входное сопротивление инвертирующего входа низкое. Входное сопротивление неинвертирующего входа в основном определяется резистором смещения, подключенным параллельно с неинвертирующей клеммой, и это сопротивление может быть очень большим. Когда инвертирующий вход подключен, резистор обратной связи подключается между инвертирующей клеммой и выходной клеммой, а сопротивление мало, поэтому входное сопротивление инвертирующего входа относительно низкое.
1. Величина входного сопротивления неинвертирующего усилителя не влияет на входное сопротивление, а входное сопротивление инвертирующего усилителя примерно равно входному сопротивлению.
2. Если требуется высокое входное сопротивление, следует выбрать неинвертирующий усилитель.
3. Если входное сопротивление не должно быть большим, в это время можно выбрать неинвертирующий или инвертирующий. Когда фаза не рассматривается строго, инвертирующее усиление предпочтительнее, потому что оно имеет только сигнал дифференциального режима.
4. КОСС инвертирующего усилителя лучше, когда решающее значение имеет КОСС.
Инвертирующий усилитель, входной общий режим операционного усилителя почти постоянен, синфазное усиление не отражается на выходе, а входной общий режим операционного усилителя в неинвертирующем усилителе изменяется в зависимости от входного сигнала, синфазное усиление операционного усилителя будет отражаться на выходе. Следовательно, CMRR инвертирующего усилителя лучше, когда решающим является CMRR операционного усилителя.
Ⅳ. Коэффициент усиления усилителя
Базовый инвертирующий усилитель на операционном усилителе | |
| Неинвертирующий усилитель | Инвертирующий усилитель |
| УСИЛЕНИЕ (AV) = 1+(R2 / R1) Пример: , если R2 равно 1000 кОм, а R1 равно 100 кОм, усиление будет: 1+ (1000/100) = 1 + 10 или УСИЛЕНИЕ (AV) = 11 Если входное напряжение равно 0,5 В, выходное напряжение будет: 0,5 X 11 = 5,5 В | УСИЛЕНИЕ (AV) = -R2 / R1 Пример: , если R2 равен 100 кОм, а R1 равен 10 кОм, усиление будет: -100 / 10 = -10 (усиление AV) Если входное напряжение 0,5 В, выходное напряжение будет: 0,5 В X -10 = -5 В |
Ⅴ.
Различия между инвертирующими и неинвертирующими усилителями 5.1 Факты Рассмотрение Можно видеть, что их сравнение проводится по следующим аспектам: входное и выходное сопротивление, защита от помех общего режима.
1. Входное сопротивление неинвертирующего усилителя равно входному сопротивлению операционного усилителя, и они близки к бесконечности. Входное сопротивление неинвертирующего усилителя не влияет на входное сопротивление; а входное сопротивление инвертирующего усилителя равно сопротивлению последовательного резистора подачи сигнала на вход. Поэтому, когда требуется высокое входное сопротивление, следует выбирать неинвертирующий усилитель.
2. Диапазон входного сигнала неинвертирующего усилителя ограничен диапазоном синфазного входного напряжения операционного усилителя, в отличие от инвертирующего усилителя. Поэтому, если входное сопротивление должно быть низким, а фаза свободна, инвертирующее усиление предпочтительнее, потому что оно имеет только сигнал дифференциального режима.
И способность защиты от помех сильна, поэтому можно получить больший диапазон входного сигнала.
3. В конструкции, где требуется такое же увеличение, старайтесь выбирать резистор с небольшим номиналом, который может уменьшить влияние входного тока смещения и влияние распределенной емкости. Если вас больше беспокоит энергопотребление, вам придется пойти на компромисс с сопротивлением.
4. Определите, является ли входной сигнал неинвертирующим или инвертирующим входом. Если требуется большое входное сопротивление схемы усилителя, следует использовать неинвертирующую схему входного усилителя, поскольку увеличение входного сопротивления схемы усилителя повлияет на коэффициент усиления по напряжению. Когда инвертирующее входное сопротивление увеличивается, коэффициент усиления по напряжению схемы уменьшается, и на коэффициент усиления по напряжению также влияет внутреннее сопротивление источника сигнала. Поэтому при проектировании инвертирующей входной усилительной схемы иногда трудно сбалансировать входное сопротивление и коэффициент усиления по напряжению.
Если резистор смещения или делитель напряжения соответствующим образом увеличен, входное сопротивление схемы усилителя может быть увеличено, а коэффициент усиления по напряжению практически не влияет на коэффициент усиления по напряжению, что требует лучшего понимания схемы.
Рисунок 3. Интегральная схема с использованием операционного усилителя
5.2 Краткий обзор различийИнтегральный усилитель может быть подключен как к неинвертирующему, так и к инвертирующему усилителю. Что лучше выбрать неинвертирующее усиление или инвертирующее усиление? Давайте посмотрим на разницу между ними.
1）неинвертирующий усилитель
а. Преимущества
Входное сопротивление равно входному сопротивлению ОУ, которое близко к бесконечности.
б. Недостатки
Схема усиления не имеет виртуального заземления, поэтому она имеет большое синфазное напряжение, а помехозащищенность относительно низкая. Таким образом, для операционного усилителя требуется более высокий коэффициент подавления синфазного сигнала, а еще одним недостатком является то, что коэффициент усиления может быть только больше единицы.
2）инвертирующий усилитель
а. Преимущества
Потенциал двух входных клемм всегда приблизительно равен нулю (неинвертирующая клемма заземлена, а инвертирующая клемма виртуально заземлена), кроме того, существует только сигнал дифференциального режима, и устройство имеет сильную анти- помехоустойчивость.
б. Недостатки
Входное сопротивление мало, равно сопротивлению последовательного сопротивления сигнала на вход.
3) Вычисление коэффициента усиления у них разное, а их фазы противоположны.
6.1 Вопрос
Для чего используются неинвертирующие усилители?
6.2 Ответ Конфигурация неинвертирующего усилителя является одной из самых популярных и широко используемых форм схемы операционного усилителя и используется во многих электронных устройствах. Неинвертирующая усилительная схема операционного усилителя обеспечивает высокий входной импеданс наряду со всеми преимуществами, полученными от использования операционного усилителя.
Часто задаваемые вопросы о разнице между инвертирующим и неинвертирующим операционным усилителем
1. Какой усилитель лучше инвертирующий или неинвертирующий?
Инвертирующие операционные усилители обеспечивают большую стабильность системы, чем неинвертирующие операционные усилители. В случае инвертирующих операционных усилителей используется отрицательная обратная связь, что всегда желательно для стабильной системы.
2. Каковы преимущества неинвертирующего усилителя перед инвертирующим усилителем?
Преимущества неинвертирующего усилителя заключаются в следующем: Выходной сигнал получается без инверсии фазы. По сравнению с входным сопротивлением в инвертирующем усилителе значение импеданса выше, чем в неинвертирующем усилителе. Коэффициент усиления по напряжению в этом усилителе является переменным.
3. Для чего используется инвертирующий усилитель?
Инвертирующий усилитель представляет собой важную схему схемы, использующую операционные усилители и использующую соединение с отрицательной обратной связью.
Инвертирующий усилитель, как следует из названия, инвертирует входной сигнал, а также усиливает его.
4. Где используются неинвертирующие усилители?
Конфигурация неинвертирующего усилителя является одной из самых популярных и широко используемых форм схемы операционного усилителя и используется во многих электронных устройствах. Схема неинвертирующего усилителя на операционном усилителе обеспечивает высокий входной импеданс наряду со всеми преимуществами, полученными от использования операционного усилителя.
5. Почему инвертирующие усилители лучше неинвертирующих?
Инвертирующие операционные усилители обеспечивают большую стабильность системы, чем неинвертирующие операционные усилители. В случае инвертирующих операционных усилителей используется отрицательная обратная связь, что всегда желательно для стабильной системы.
Лучшие продажи диода
| Фото | Часть | Компания | Описание | Цена (долл. США) |
Альтернативные модели
| Часть | Сравнить | Производители | Категория | Описание |
Заказ и качество
| Изображение | Произв.  |