2014-02-17
689
В схеме на рис. 16 U выхподается непосредственно на инвертирующий вход. Если вспомнить, что напряжение между входными выводами U д– это то напряжение, которое усиливается с коэффициентом усиления усилителя А,то понятно, что при подаче сигнала на неинвертирующий вход напряжение на выходе усилителя изменится так, что окажется U д = U вых/ А,после чего выходное напряжение будет оставаться постоянным, пока не изменится входной сигнал. Поскольку коэффициент усиления операционного усилителя очень высок, U дбудет очень мало, поэтому U выхокажется приблизительно равным U вх.
Например, если на повторитель напряжения (рис. 16) подать напряжение 1В, напряжение на выходе начнет расти, поскольку напряжение +1В подано на неинвертирующий вход. Напряжение на выходе будет расти до тех пор, пока не окажется, что U вых = U вх,или U д ≈ 0. Если коэффициент усиления операционного усилителя А = 10 000, напряжение на выходе перестанет расти, когда окажется, что U д =1 В/10 000 = 0,1 мВ. По сравнению с 1 В U д = 0,1 мВ пренебрежимо мало и приблизительно равно нулю. Если напряжение на выходе превысит 1В, то изменится полярность U д, разность U вх– UВЫХ станет неравной нулю, так что напряжение на выходе начнет меняться в обратном направлении (понижаться) до 1В.
|
|
|
Рис. 16. Повторитель напряжения. а – принципиальная схема; б – эпюры входного и выходного сигналов
Из закона Кирхгоффа имеем U вх+ U д = U вых. Поскольку U вых = AU д,получим, что U д = U вых / А. Следовательно, U вх+ U вых/ A = U вых. Если А приближается к бесконечно большому значению, то член U вых/ А стремится к нулю, и в результате получаем равенство U вх = U вых. Так как входной сигнал подан на неинвертирующий вход, сигнал на выходе будет иметь те же фазу и амплитуду, что и входной.
Входное напряжение связано с землей только через входное сопротивление усилителя, которое очень велико, поэтому повторитель напряжения может служить хорошим буферным каскадом.
