Свойства операционных усилителей, охваченных отрицательной обратной связью по напряжению

На рисунке 1 изображена схема операционного усилителя, охваченного обратной связью.

Рисунок 1. Схема формирования отрицательной обратной связи

Обратная связь образуется цепью Z_OC, которая обеспечивает возврат части энергии сигнала с выхода ОУ на его инвертирующий вход. Поэтому ОС является отрицательной. Так как входным сигналом цепи ОС является обратной связью по напряжению. В связи с этим, выходное сопротивление образованного усилителя будет значительно меньше, чем выходное сопротивление использованного операционного усилителя:

Z_{вых ООС} = Z_выхОУ / (1 + g K), (1)

где g – коэффициент передачи цепи ОС;

К – коэффициент усиления ОП.

Таким образом, сравнительно малое значение выходного сопротивления ОУ еще больше уменьшается.

Относительно сигнала (U_вх1), подаваемого на инвертирующий вход, выход цепи ООС оказывается подключенным параллельно, а относительно сигнала (U_вх2), подаваемого на неинвертирующий вход, – последовательно. Поэтому могут разниться входные сопротивления для этих двух источников сигнала.

Получим еще несколько выражений, которые будут использованы в дальнейшем.

Так как ОП является дифференциальным усилителем, то выходное напряжение

. (2)

Откуда .

Учитывая, что К велико (в идеальном ОУ К Ю Ґ ), а величина выходного напряжения ограничена (по крайней мере, значениями напряжения источника питания, получаем:

. (3)

Для узла в точке А можно записать:

Если R_вх > > R_ОС (в идеальном ОУ R_вх Ю Ґ ), то

. (4)

В дальнейшем кроме этих выражений, полученных на основе показателей идеальности ОУ, при анализе отдельных схем будем пренебрегать напряжением смещения нуля (U_см), входными токами (I_вх, D I_вх) и их дрейфами.

к оглавлению

Знаете ли Вы, что в 1965 году два американца Пензиас (эмигрант из Германии) и Вильсон заявили, что они открыли излучение космоса. Через несколько лет им дали Нобелевскую премию, как-будто никто не знал работ Э. Регенера, измерившего температуру космического пространства с помощью запуска болометра в стратосферу в 1933 г.? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира