Инвертирующий усилитель
Если подать на инвертирующий вход ОУ входной сигнал и сигнал отрицательной обратной связи, то в результате получится инвертирующий усилитель, у которого выходной сигнал сдвинут по фазе на 180˚ относительно входного сигнала. Про схему, показанную на рис.6, говорят, что в ней имеется параллельная обратная связь, поскольку сигнал отрицательной обратной связи оказывается включенным не последовательно с входным сигналом, а подается параллельно с ним на один и тот же вход.
Рис.6. Инвертирующий усилитель.
Коэффициент усиления определяется:
Кинв= - Rос/R1.
При этом выходное напряжение усилителя равно:
Uвых = Kинв. Uвх.
Сопротивление R2 выбирают из условия уменьшения влияния токов смещения на выходное напряжение. Для этого R2 выбирают из условия
R2 = Rос R1/(Rос+R1). При этом падения напряжения от токов смещения минимально. Из принципа, что инвертирующий вход ОУ виртуально замкнут, входное сопротивление схемы равно Rвх ≈ R1, а выходное сопротивление уменьшается в (1+К0β) раз и равно
Определить действие обратной связи по напряжению и коэффициент усиления ОУ с ООС можно, воспользуясь тремя упрощающими предположениями о свойствах ОУ:
коэффициент усиления без обратной связи Ко= ∞,
входное сопротивление Zвх=∞,
выходное сопротивление Zвых=0.
По первому закону Кирхгофа для узла:
Iвх= Iос+Iоу
Из того, что с точки зрения входного сигнала инвертирующий вход имеет тот же самый потенциал, что и неинвертирующий вход, который заземлен (мнимая земля), следует, что всё входное напряжение Uвх оказывается приложенным к сопротивлению R1. Поэтому ток, протекающий по R1, равен:
Iвх=Uвх/R1.
Теперь рассмотрим резистор обратной связи, включенный между мнимой землей и выходом, где действует напряжение Uвых . Полагая, что ток Iвх течет в направлении, указанном на рисунке, получим:
Iо с= -Uвых/Rос
Так как входное сопротивление ОУ бесконечно велико, ток сигнала не может затекать в инвертирующий вход, для идеального ОУ Iоу =0
Отсюда следует, что
Iвх= Iос
-Uвых/Rос=Uвх/R1
Отсюда следует:
Кинв=Uвых/Uвх= - Rос/R1.