Повторитель напряжения на основе ОУ

Схема повторителя (рис. 10.4) легко может быть получена из схемы неинвертирующего усилителя при R₁ → , R₂ → 0. Здесь предполагается, что операционный усилитель работает в режиме усиления (u_диф 0). Используя второй закон Кирхгофа, получаем u_вых = u_вх.

 

Рис. 10.4. Повторитель напряжения на основе ОУ

 

Сумматор напряжения (инвертирующий сумматор)

Рассмотрим схему сумматора, приведенную на рис. 10.5.

 

Рис. 10.5. Сумматор напряжения (инвертирующий сумматор)

Предположим, что операционный усилитель работает в режиме усиления, тогда u_диф 0. Учитывая, что i_– = i₊ = 0, получим . При u_диф 0 получим u_Rj = u_вхj, j = 1, …, n; u_Rос = u_вых. На основании этих выражений после несложных преобразований получаем

.

Для уменьшения влияния входных токов ОУ в цепь неинвертирующего входа включают резистор с сопротивлением

R_э = R₁ // R₂ //… // R_n // R_ос .

 

Вычитающий усилитель (усилитель с дифференциальным входом)

В вычитающем усилителе (рис. 10.6) один входной сигнал подается на инвертирующий вход, а второй – на неинвертирующий.

 

Рис. 10.6. Вычислительный усилитель с дифференциальным входом

 

Предположим, что ОУ работает в линейном режиме. Тогда все устройство можно считать линейным и для анализа принцип суперпозиции (наложения).

Если u_вх2 = 0, тогда соответствующее выходное напряжение u'_вых будет определяться выражением, соответствующим инвертирующему усилителю:

.

Если u_вх1 = 0, определим напряжение на выходе u''_вых. Для оценки воздействия напряжения u_вх2 целесообразно на основе теоремы об эквивалентном генераторе преобразование цепи, подключенной к неинвертирующему входу (рис. 10.7).

Как следует из теоремы,

, .

 

Рис. 10.7

В соответствии с принципом суперпозиции, общее напряжение на выходе u_вых определяется из выражения

,

при R₁ = R₂ = R₃ = R₄

.