Неинвертирующий усилитель

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Операционный усилитель, рекомендуется модель 1458 или 353 (каталог Radio Shack № 276-038 и 900-6298, соответственно)
• Три 6-вольтовых батареи.
• Два потенциометра 10 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack № 271-1715)

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 3, глава 8:«Операционные усилители»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Чтобы проиллюстрировать, как использовать операционный усилитель в качестве несимметричного усилителя.
• Чтобы проиллюстрировать, как использовать разделенные отрицательные отзывы.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Эта схема отличается от повторителя напряжения только в одном отношении:выходное напряжение «возвращается» на инвертирующий (-) вход через потенциометр деления напряжения, а не подключается напрямую. Только с дробью выходного напряжения, подаваемого обратно на инвертирующий вход, операционный усилитель будет выдавать соответствующий кратный напряжения, измеренного на неинвертирующем (+) входе, для поддержания входного дифференциального напряжения близким к нулю.

Другими словами, операционный усилитель теперь будет работать как усилитель с регулируемым усилением по напряжению, это усиление устанавливается положением потенциометра обратной связи (R ₂ ).

Установите R ₂ примерно до среднего положения. Это должно дать усиление по напряжению около 2. Измерьте как входное, так и выходное напряжение для нескольких положений входного потенциометра R ₁ . . Переместить R ₂ в другое положение и повторно измерьте напряжение для нескольких положений R ₁ . Для любого заданного R ₂ положение, соотношение между выходным и входным напряжением должно быть одинаковым.

Вы также заметите, что входное и выходное напряжения всегда положительны по отношению к земле. Поскольку выходное напряжение увеличивается в положительном направлении для положительного увеличения входного напряжения, этот усилитель называется неинвертирующим . .

Если бы выходное и входное напряжения были связаны друг с другом обратным образом (т.е. положительное увеличение входного напряжения приводит к положительному уменьшению или отрицательному увеличению выходного сигнала), тогда усилитель был бы известен как инвертирующий тип. Возможность использовать операционный усилитель таким образом для создания усилителя с регулируемым усилением напряжения делает эту схему чрезвычайно полезной.

Чтобы создать аналогичную схему на дискретных транзисторах, потребуется немного больше усилий по проектированию и устранению неисправностей. Попробуйте отрегулировать R ₂ для максимального и минимального усиления напряжения.

Какая самая низкая достижимый коэффициент усиления по напряжению с этой конфигурацией усилителя? Как вы думаете, почему?

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Схема с номерами узлов SPICE:

Список соединений (создайте текстовый файл, содержащий следующий текст, дословно):

 Неинвертирующий усилитель vinput 1 0 r2 3 2 5k r1 2 0 5k rbogus 1 0 1meg e1 3 0 1 2 999meg rload 3 0 10k .dc vinput 5 5 1 .print dc v (1,0) v (3,0 ) .end 

С R ₁ и R ₂ установлен равным 5 кОм в моделировании, он имитирует потенциометр обратной связи реальной цепи в среднем положении (50%). Чтобы смоделировать потенциометр в положении 75%, установите R ₂ до 7,5 кОм и R ₁ до 2,5 кОм.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Таблица схем инвертирующих и неинвертирующих операционных усилителей напряжения