Инвертирующий усилитель. Схема включения ОУ, показанная на рис

Схема включения ОУ, показанная на рис. 6.2., применяется на практике чаще всего. Цель обратной связи в этом случае представляет собой единственный резистор R_ОС, который служит для передачи части выходного сигнала обратно на вход. Тот факт, что резистор соединён с инвертирующим входом, указывает на отрицательный характер обратной связи. Входное напряжение (U₁) вызывает протекание входного тока i₁ через резистор R₁. Обратите внимание на то, что входное напряжение ОУ имеет дифференциальный характер, т.к. фактически это разность напряжений на неинвертирующем (+) и инвертирующем (-) входах усилителя. Положительный вход ОУ чаще всего заземляют.

Рис. 6.2. Принципиальная схема инвертирующего усилителя на ОУ

Применяя правила Кирхгофа, для схемы рис.6.2 можно составить следующие уравнения:

Решая эти уравнения совместно, можно получить следующее выражение:

где Z – полное сопротивление цепи обратной связи:

Сопротивление входного резистора и резистора цепи обратной связи обычно большие (десятки кОм), а коэффициент передачи ОУ очень высокий (А> 100000), таким образом, полное сопротивление цени обратной связи с высокой точностью можно считать равным Z=R_OC. Кроме того величина обычно очень мала (несколько мкВ) и сели значение входно­го сопротивления ОУ (Z_ВХ) высокое (обычно около 10 МОм), то тогда входной ток чрезвычайно мал и им можно пренебречь. С учетом сказанного выходное напряжение будет равно:

где К – коэффициент передачи усилителя, охваченного обратной связью;

Знак минус в выражении (6.7) означает, что выходной сигнал имеет полярность противоположную входному сигналу, т.е. инвертирован относительно него, поэтому такой усилитель называют инвертирующим усили­телем. Следует обратить внимание, что коэффициент передачи ОУ, охва­ченного обратной связью, можно регулировать посредством выбора сопро­тивлений двух резисторов, R₁ и Roc.