Электроника:Эксперименты/Аналоговые интегральные схемы/Неинвертирующий усилитель

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Неинвертирующий усилитель[1]

Оборудование и материалы

Ссылки по теме

Цели эксперимента

Проиллюстрировать…

Схематическая диаграмма

Рис. 1. Схематическая диаграмма: неинвертирующий усилитель.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: неинвертирующий усилитель.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: неинвертирующий усилитель.
Рис. 2. Иллюстрация: неинвертирующий усилитель.

Ход эксперимента

Эта схема отличается от повторителя напряжения только в одном аспекте: выходное напряжение «подаётся обратно» на инвертирующий «-» вход через потенциометр, делящий напряжение, а не напрямую. Если только часть выходного напряжения подаётся обратно на инвертирующий вход, операционный усилитель будет выдавать соответствующее кратное напряжение, измеренное на неинвертирующем «+» входе, поддерживая входное дифференциальное напряжение близким к нулю.

Другими словами, операционный усилитель теперь будет функционировать как усилитель с регулируемым коэффициентом усиления по напряжению, который устанавливается положением потенциометра обратной связи (R2). Установите R2 примерно в среднее положение. Это должно дать усиление по напряжению примерно в 2 раза. Измерьте как входное, так и выходное напряжение для нескольких положений входного потенциометра R1. Переместите R2 в другое положение и повторите измерения напряжения для нескольких положений R1. Для любого заданного положения R2 соотношение между выходным и входным напряжением должно быть одинаковым.

Вы также заметите, что входное и выходное напряжения всегда положительны по отношению к «земле». Из-за того, что выходное напряжение увеличивается в положительном направлении при положительном увеличении 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), то такой усилитель был бы известен как инвертирующий усилитель. Возможность использовать операционный усилитель таким образом для создания усилителя с регулируемым коэффициентом усиления по напряжению делает эту схему чрезвычайно полезной.

Для создания аналогичной схемы с использованием дискретных транзисторов потребовалось бы немного больше усилий по проектированию и устранению неполадок. Попробуйте отрегулировать R2 для максимального и минимального коэффициента усиления по напряжению.

Каков наименьший коэффициент усиления по напряжению, достижимый с этой конфигурацией усилителя? Как вы думаете, почему это так?

Компьютерное моделирование

Схема с номерами узлов SPICE:

Рис. 3. Схематическая диаграмма для SPICE: неинвертирующий усилитель.
Рис. 3. Схематическая диаграмма для SPICE: неинвертирующий усилитель.

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

Список связей SPICE

Noninverting amplifier * 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

Если при моделировании резисторы R1 и R2 равны 5 кОм, это имитирует потенциометр обратной связи реальной схемы в среднем положении (50%). Чтобы имитировать потенциометр в положении 75%, установите R2 на 7,5 кОм и R1 на 2,5 кОм.

См.также

Внешние ссылки