 |
 |
 |
 |
коэффициента усиления, выраженного через Ri и Roc можно вывести, проанализировав токи и напряжения в нейнвертирую-щем усилителе. Как показано на фиг. 3.11, а, до тех пор пока сопротивление Rx со стороны инвертирующего входа 1 равно-
Фиг. 3.11.
й-неинвертирующий усилитель; показаны ток и падения напряжений в схеме; б-разностное напряжение д между входами I и 2 по сравнению с Vj,; оно настолько мало, что етн входы потенциально закорочены.
Bxogif ()
ipann имеют
OffUffOKOeblH
потенциал
бесконечности или по меньшей мере очень велико, через резисторы Rx и Roc течет один и тот же ток /. Другими словами, Ri и Roc соединены последовательно. Как и раньше, можно показать, что падения напряжения на R\ и /?ос равны Rl и Rod-Справа от Roc выходное напряжение относительно земли равно-1вых. Это напряжение падает на R\ и Roc, поскольку фактически эти резисторы соединены последовательно, а левый вывод R\ заземлен. Таким образом, можно показать, что выходное напряжение выхвсть сумма падений напряжений на i?i и Roc,--.
VbucR,I + RocI.
Вынеся / за скобку, получим
VuciRi+Roc}!. (3.5>
Как и в инвертирующем усилителе, для большинства практических целей можно считать, что дифференциальное входное напряжение Увх.д равно нулю. Вследствие того что коэффициент усиления К типичного ОУ без ОС очень велик, можно считать, что разность потенциалов между точками 1 и 2 фактически отсутствует, как это показано на фиг. 3.11,6. Поэтому почти все
JWW-
Фиг. 3.12. Эквивалентная схема ОУ.
паспортное значение сопроти-входами 1
каждого
вления между Zbx. синф-"""*" входов относительно земли или общей точки, являющейся фактнчес1Ш внутренним импедансом ОУ.
напряжение входного сигнала Vr выделяется на R\, и в соответствии с законом Ома
V,cR,l. (3.3)
Коэффициент усиления по напряжению /Сое неинвертирующего усилителя есть отношение его выходного напряжения Увых к входному Уг- Следовательно, подставив правые части уравнений (3.3) и (3.5) в это отношение, получим
/Сос = -
(ос + l) ОС + 1 ос
= -+1. (3-6)
Так как сопротивление со стороны неинвертирующего входа бесконечно, если ОУ идеален (или по крайней мере очень велико у реального ОУ), то сопротивление ОУ на фиг. 3.10 по отношению к источнику сигналов Уг очень велико. Вообще говоря, у схем, имеющих меньший Кос, эффективное входное сопротивление неинвертирующего усилителя будет больше. Учитывая наличие входных емкостей, точнее будет сказать, что ток от источника сигнала проходит через комплексное сопротивление (импеданс) Zвx(эфф). а не только через активное. В точке неинвертирующего входа 2 имеются два параллельных пути для прохождения тока: через комплексное сопротивление Zbx. синф и через сопротивление ОУ Rbx (фиг. 3.12). Таким образом, суммарное действующее значение входного импеданса равно
Bx(sW) /Сос С/?вх+1/2вх.сииф
(3.7а)
где Rbx - входное сопротивление, измеренное между точками 1 и 2 при разомкнутой петле обратной связи; Zbx. синФ- комплексное сопротивление (импеданс). Измеренное для каждого входа относительно земли или общей точки; К - коэффициент усиления ОУ без ОС; Кос - коэффициент усиления ОУ с ОС.
юо --; о
-юо - --гоо - -
-i-1-
4 5
t,MUH
Фиг. 3.13.
Обычно Zbx. синф намного превышаст /?вх, особенно на низких частотах. Если мы примем, что значение Zbx. синф относительно велико, то уравнение (3.7а) можно упростить:
(3.76)
где отнощение KIKoc часто называется петлевым усилением. Отметим, что если ОУ включен так, чтобы его Кос был мал, приближаясь к единице, то эффективное значение входного импеданса Zвx(эфф) теоретически приближается к величине, в К раз превышающей паспортное значение Rbx- В подобных случаях Шунтирующий по отношению к земле импеданс Zbx. синф, если Важна точность, не будет велик относительно импеданса, определяемого уравнением (3.76), и его следует учитывать. Таким
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106