Инвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель изображен на (рис. 1.16)

Рис. 1.16

Входной сигнал подается через резистор R₁ на инвертирующий вход ОУ. Неинвертирующий вход заземляется. Выходной сигнал инвертирующего усилителя сдвинут по фазе на 180° относительно входного. Изменение знака выходного сигнала относительно входного создается введением по инвертирующему входу ОУ с помощью резистора R_ос параллельной обратной связи по напряжению

Точка А называется потенциально заземленной, поскольку потенциал почти равен нулю, так как U_q @ 0.

Полагая, что U_q @ 0 и К ® , запишем

Uвх/R₁ = -U_вых/R_ос, U_вых = - R_ос/R₁* Uвх;

К_ос = U_вых/U_вх = - R_ос/R₁.

Таким образом, для идеального ОУ коэффициент усиления инвертирующего каскада зависит только от параметров внешней цепи и не зависит от коэффициента усиления самого ОУ.

Если выбрать R_ос = R₁, когда К_uос = - 1, то схема (рис. 1.16) получит свойства инвертирующего повторителя напряжения (инвертор сигнала).

Некоторые усилители имеют встроенные регулировочные элементы для устранения сдвига нуля U_см. В усилителях, которые не имеют внутренних средств для устранения сдвига, приходится добавлять внешние резисторные цепи для компенсации напряжения сдвига и тока смещения.

Подключив в цепь неинвертирующего входа сопротивление R_к (рис. 1.17), равное R₁ || R_ос, получим напряжение, возникающее на R_к, приблизительно равное напряжению смещения по инвертирующему входу от I_см (R₁ || R_ос) и компенсирующее его.

 

Рис. 1.17. Схема компенсации I_см

Схема компенсации напряжения сдвига (установки нуля усилителя) показана на рис. 1.18.

Рис. 1.18. Схема компенсации U_см и I_см

В этой схеме (R₃ + R₂)= R_к - это условие компенсации напряжения сдвига выхода, вызванного токами смещения. Сопротивление R ₄ выбирается так, чтобы параллельное соединение R₃ и R₄ было примерно равно R_к. Это означает, что R₃ выбирается малым, а R₄ - большим.