Инвертирующий усилитель и схема его включения с ООС

Инвертирующий усилитель (ИУ) – это усилитель, обладающий стабильным (наперёд заданным) коэффициентом усиления с разностью фаз между входным и выходным сигналами 180°.

Для получения инвертирующего усилителя входной сигнал и сигнал обратной связи ОС должны подаваться на один и тот же инвертирующий вход, т.е. цепь ООС превращается из последовательной в параллельную.

Неинвертирующий вход заземлен. Источник входного сигнала U1, внутреннее сопротивление которого будем считать пренебрежимо малым, подключен к инвертирующему входу через резистор R1.

Коэффициент усиления схемы с ОС K_F можно получить суммированием токов во входном узле.

Т. к. входное сопротивление ОУ очень велико, его входной ток пренебрежимо мал, следовательно, ток через резистор R1 равен току через резистор R2 т.е. (1). Принимая во внимание, что U₍₊₎=0 (этот вход заземлен), имеем

Поставив U_(─) в уравнение (1), получаем Преобразовав это уравнение, можно получить коэффициент усиления с ОС K_F: (2). При большом коэффициенте усиления ОУ (µ>10⁴) R1+R2 в знаменателе можно пренебречь и тогда коэффициент усиления при инвертирующем включении ОУ примет вид: К_F= ─ R2/R1 (3)

Знак минус в уравнении (2) и (3) указывает на поворот фазы сигнала на выходе усилителя, т.е., что выходной сигнал отличается по фазе от входного на 180˚.

для инвертирующего усилителя:

- входное сопротивление инвертирующего усилителя практически равно R₁, т.к. непосредственно входное сопротивление усилителя . Это объясняется действием цепи параллельной ООС, которая снижает входное сопротивление усилителя;

- при любом входном токе напряжение на инвертирующем и неинвертирующем входе ОУ будет стремиться к нулю. Тогда при любых входных сигналах разность напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами стремится к нулю. Это подтверждает сделанный ранее вывод и том, что ОУ чувствителен только к разности входных напряжений, которая при больших значениях исчезающе мала;

- при не очень больших значениях коэффициента усиления К_U0 приближенные выражения дают приемлемую точность вычислений.