Меню

Инвертирующий усилитель мощности что это

Инвертирующий усилитель — подробное описание

Схема операционного усилителя создаёт выход, который является выключенной фазой благодаря входу на 180º, называется инвертирующим усилителем. Это означает, что если заряд на входе положительный, то заряд на выходе будет отрицательным и наоборот. Рисунок 1 показывает инвертирующий усилитель, Где имеется операционный усилитель и 2 резистора.

Тут сигнал, поступающий на входе, применяется к инвертирующему выводу операционного усилителя по средствам резистора Ri, в то время как его не инвертирующий вывод заземлён. Обратная связь необходима для того чтобы стабилизировать схему и контролировать вход. Это обеспечивается через обратную связь резистора Rf.

Рисунок 1 Инвертирующий усилитель, использующий операционный усилитель

Математически коэффициент усиления напряжения, создаваемый схемой, выглядит следующим образом:

Инвертирующий усилитель - подробное описание

Инвертирующий усилитель - подробное описание

I1 = I2 = 0. Таким образом, Ii = -If. Так как не инвертирующий вывод заземлён (V2 = 0), то V1 = 0 в силу того обстоятельства, что напряжения на инвертирующем и не инвертирующем выводах идеального операционного усилителя равны. Отсюда,

Инвертирующий усилитель - подробное описание

Подстановка V1 и If в уравнение с V0 даёт:

Инвертирующий усилитель - подробное описание

Это показывает, что коэффициент усиления напряжения инвертирующего усилителя определяется за счёт соотношения между резистором обратной связи и резистором на входе. Знак минус указывает на переворот фазы на 180º. Стоит отметить, что полное сопротивление инвертирующего усилителя на входе ни что иное как Ri.

Инвертирующие усилители демонстрируют отличные линейные характеристики, что делает их идеальными в качестве усилителей постоянного тока. Более того, они часто используются для преобразования тока, поступающего на входе, в напряжение на выходе в форме усилителей с выходным напряжением, пропорциональном входному току, или в форме усилителей напряжения, которые управляются током. Они также могут использоваться в аудио микшерах, когда используются в виде суммирующих усилителей.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала

Читайте также:  Тепловая пушка минимальная мощность

Источник



Инвертирующие усилители (схемы). Параметры. Достоинства и недостатки.

1. Инвертирующий усилитель:

Если в цепи обратной связи использовать простейший делитель напряжения, то получится базовая схема инвертирующего усилителя.

2. Параметры:

Потенциал на инвертирующем входе U- =0. Так как ОУ находится в линейном режиме, тогда: U- — U+ = Uвых .

Например, при Uвых =5 В, К = 2·10 5 получаем UА =25мкВ. Такое малое напряжение (оно сравнимо с термо-э.д.с. при ∆Т=1ºС) даже невозможно измерить обычным цифровым вольтметром. Отсюда следует, что потенциалы на выходах ОУ можно с хорошей точностью считать равными. Если один из входов ОУ заземлить, на втором входе будет также поддерживаться нулевой потенциал, хотя напрямую входы ОУ гальванически не связаны. Этот эффект называется мнимым заземлением. Таким образом, из U+ = 0 следует U=0, Uвх = UR5 (падение напряжения на R5); Uвых = UR19 (падение напряжения на R19). Поскольку входной ток ОУ очень мал, им можно пренебречь, тогда получим I5 = Uвх/R5= -Uвых/R19. Это означает, что для инвертирующего усилителя Кu = Uвых/Uвх = -R19/R5.

Почему «минус»? Потому что, как мы помним, в инвертирующем усилителе фаза выходного сигнала «зеркальна» фазе входного. Входное сопротивление определяется резистором R1. Ежели его сопротивление, например 100кОм, то и входное сопр-е усилителя будет 100кОм.

3. Достоинства и недостатки:

Достоинства: устойчивость усиления при больших Кu.

Недостатки: малое Rвх, инверсия сигнала.

Использование: Основная усилительная схема.

37. Преобразователь тока в напряжение. Неинвертирующий усилитель (схема). Достоинства и недостатки.

Преобразователь тока в напряжение

Неинвертирующий усилитель:

Так как U+≈U, то

Uвх = U= UR8 (падение напряжения на R8); Uвых = UR8 +UR20 (падение напряжения на R20 и R8). Поскольку входной ток ОУ очень мал, им можно пренебречь, тогда получим

Ioc = Uвх/R8= Uвых/(R20+R8). Это означает, что для неинвертирующего усилителя

Кu = Uвых/Uвх = 1+R20/R8.

Стремится уравновесить напряжение на входах Rвх>Rвхоу

Последовательная обратная связь по напряжению. Для неинверсного включения ООС становится последовательной по напряжению ( т.е. увеличивает Rвх). Rвых ↓ ООС по напряжению.

Читайте также:  Как повысить мощность автомобильного аккумулятора

Достоинства: высокое выходное сопротивление, отсутствие инверсии сигнала.

Недостаток: невысокая устойчивость при больших Кu.

Частный случай неинверсного включения — Повторитель

Rвх>>Rвхоу

!!(на схеме выше R1 это R8)!!

38. Сумматоры и вычетатели. Неинвертирующий сумматор (схема). Недостаток. Инвертирующий сумматор (схема). Достоинства и недостатки. Применение. Вычетатель.

Неинвертирующий сумматор:

Недостатки:Высокое взаимное влияние источников тока друг на друга.

Инвертирующий сумматор:

Достоинства: 1)Суммирование сигналов происходит линейно и без взаимного влияния их друг на друга. 2)Высокая устойчивость схемы.

Недостатки: Инверсия фазы входных сигналов.

Используется как аналоговый сумматор, а также в простейших схемах ЦАП ( цифро-аналитических преобразователях).

Источник

Инвертирующий операционный усилитель

Инвертирующий усилитель — модифицированный инвертирующий повторитель напряжения, который может получить почти любой коэффициент усиления, пока коэффициент усиления находится в пределах конструктивных характеристик операционного усилителя.

Операционные усилители не играли бы важной роли в контрольно-измерительных устройствах, если бы они применялись только в качестве буферов. У операционных усилителей имеется много других областей применения. Простые инвертированные повторители напряжения могут быть видоизменены таким образом, чтобы коэффициент усиления в них составлял более единицы.

Коэффициент усиления инвертирующего повторителя напряжения изменяется с помощью величины резистора цепи обратной связи. Инвертирующий повторитель напряжения, имеет входной резистор (Rin) и резистор цепи обратной связи (Rfb).

Схема инвертирующего повторителя напряжения

Входной резистор и резистор цепи обратной связи являются теми элементами схемы, которые делают усиление возможным. Без Rin входное напряжение было бы накоротко соединено с виртуальной землей, так что потенциал на входе всегда был бы 0 В. Без Rfb выходное напряжение было бы накоротко соединено с мнимой землей, так что потенциал на выходе всегда был бы 0 В. Следовательно, при отсутствии в схеме любого из этих двух элементов коэффициент усиления равнялся бы нулю. Использование в схеме этих двух резисторов позволяет получить входное и выходное напряжения, а также усиление.

Читайте также:  Тдм 305 потребляемая мощность

Если величина сопротивления Rfb равна величине сопротивления Rin, инвертированный повторитель напряжения имеет коэффициент усиления 1. Если Rfb имеет другую величину сопротивления, то коэффициент усиления изменится. Таким образом, коэффициент усиления инвертирующего повторителя напряжения изменяется посредством изменения величины сопротивления Rfb. Инвертирующий повторитель напряжения, в котором коэффициент усиления больше 1, называется инвертирующим усилителем. Рассмотренные до сих пор усилительные схемы принадлежат к одному и тому же типу инвертирующих усилителей. Однако, имеются и другие распространенные типы инвертирующих усилителей. Например, в усилителе с переключаемым сопротивлением цепи обратной связи в цепи обратной связи имеются три резистора: Rfb1, R fb2, Rfb3. Резисторы подключаются к схеме посредством переключательного устройства S1. Переключательное устройство может быть ручного типа или электронного, управляемого с помощью компьютера.

Схема усилителя с переключаемым сопротивлением цепи обратной связи

Переключатель и резисторы цепи обратной связи в усилителе с переключаемым сопротивлением цепи обратной связи позволяют изменять величину сопротивления в цепи обратной связи, изменяя таким образом коэффициент усиления. В цепи обратной связи может быть использовано любое число резисторов, в зависимости от требуемого числа фиксированных значений коэффициента усиления. Как отмечалось выше, коэффициент усиления инвертирующего усилителя изменяется если при неизменном значении сопротивления входного резистора изменять сопротивление резистора цепи обратной связи. Приводимый ниже пример даёт объяснение того, каким образом могут вычисляться коэффициент усиления и выходное напряжение усилителя с переключаемым сопротивлением цепи обратной связи. Предположим, что входное напряжение в цепи, составляет -0,01 В, входное сопротивление равно 100 Ом, а сопротивления резисторов цепи обратной связи равны Rfb1= 200 Ом, Rfb2 = 500 Ом, Rfb3 = 1000 Ом.

Пример усилителя с переключаемым сопротивлением цепи обратной связи

Поскольку коэффициент усиления и выходное напряжение будут изменяться в зависимости от положения переключателя, коэффициент усиления и выходное напряжение должны вычисляться отдельно для каждого положения переключателя.

Источник