Усилитель, охваченный цепью положительной обратной связи (рис. 70, е), можно использовать в качестве формирователя типа триггера Шмитта. Это устройство имеет два устойчивых состояния, при которых усилитель находится в режиме положительного или отрицательного ограничения. При увеличении напряжения Ui триггер срабатывает (напряжение на выходе меняется с С/-вых на U+вых) тогда, когда изменяется полярность напряжения между входами усилителя, что соответствует входному напряжению

при уменьшении напряжения C/i срабатывание в обратную сторону будет наблюдаться при

Rs + Ri

где С/+ВЫХ и С/~вых - величины положительного и отрицательного напряжения на выходе усилителя при его работе в режиме ограничения.

Рис. 71 показывает еще несколько примеров применения операционных усилителей с резистивными обратными связями. Усилитель в устройстве рис. 71, а усиливает напряжение неравновесия мостовой цепи {R1, R2, R3, R4). Устройство рис. 71, б может использоваться в качестве переключателя. Если транзистор Т1 закрыт, а Т2 открыт, то иых - JbRz/Ru если же, наоборот, Т1 открыт, а Т2 закрыт, то С/вых=0. В точном стабилизаторе рис. 71, в операционный усилитель используется для поддержания в равновесии моста, составленного из резисторов RI, R2, R3 и стабилитрона Д1.

Устройство рис. 71, г позволяет получить на выходе два питающих напряжения со средней точкой, в то время как источник входного напряжения средней точки не имеет [44]. Усилитель здесь используется в режиме повторителя напряжения и дополнен на выходе каскадом усиления мощности.

Операционные усилители, охваченные частотно-зависимыми обратными связями, применяются весьма широко. Рис. 72, а показывает схему дифференцирующего усилителя, для которого передаточная функция в операторной форме определяется как

W (р) = "" --pRC. Последовательно с конденсатором С

в дифференцирующем усилителе рекомендуется включать небольшое сопротивление, которое ограничивает амплитуду импульса входного тока усилителя и препятствует возникновению высокочастотных автоколебаний.

Для интегрирующего усилителя, схема которого показана на рис. 72, б, передаточная функция W{p)=-l/{pRC). Усилитель

Чвь/х

вых R2

Л. "LT

Рис. 71. Варианты применения операционных усилителей с резистив-ными обратными связями: усилитель напряжения неравновесия мостовой цепи (а), точный переключатель (б), стабилизатор напряжения (в), устройство для получения средней течки питающего напряжения (г)

Овх,

г} i

.о-С

U2 R

и>х

UexR

ЮСф С

R1 С2

Овых

Рис. 72. Схемы операционных усилителей с частотно-зависимыми обратными связями: дифференциатор (а), интегратор (б), интегратор-вычитатель (в), двойной интегратор (г), фильтр нижних частот {д), усилитель переменного

тока (е)

по схеме рис. 72, в позволяет получить интеграл от разности двух напряжений. Для этого усилителя

Для -получения двойного интеграла от входного напряжения можно соединить последовательно два интегрирующих усилителя. Однако возможно получить двойной интеграл и с помощью одного операционного усилителя, если использовать схему, показанную на рис. 72, г, для которой 1(р)=-= ~ll{pRC).

Широко используются операционные усилители в схемах активных фильтров. Пример фильтра нижних частот второго порядка показан на рис. 72, д. Передаточная функция та1<огО фильтра определяется выражением: W{р) =\QI(X+pRCy.

Усилитель напряжения переменного тока с большим входным сопротивлением показан на рис. 72, е. Коэффициент усиления этого усилителя равен отношению {Ri + Rz)IRi при условии, что сопротивление разделительных конденсаторов С1 и С2 пренебрежимо мало. Увеличение входного сопротивления здесь достигается за счет того, что к обоим зажимам резистора R3 приложено практически одно и то же переменное напряжение. В результате переменный ток через резистор R3 почти не проходит, и входное сопротивление усилителя в значительной степени определяется его входным сопротивлением для синфазного сигнала.

Операционные усилители с нелинейными обратными связями

используются в различных устройствах, некоторые из которых показаны на рис. 73.

Двухполупериодный выпрямитель рис. 73, а может быть использован для точного преобразования переменного напряжения в постоянное. Когда напряжение С/вх положительно, то диоды Д1 и Д4 откроются, а Д2 и ДЗ закроются. Через открытый диод Д4 выход устройства окажется соединенным с выходом усилителя У2. Так как инвертирующий вход усилителя У2 соединен с помощью резистора R2 с выходным зажимом устройства, то благодаря этой цепи отрицательной обратной связи на выходе будет повторяться входное напряжение. Если же входное напряжение отрицательно, то откроются диоДы Д2 и ДЗ, а Д1 и Д4 закроются. Усилитель У1 при этом обеспечит передачу на выход инвертированного входного напряжения. Поскольку диоды Д2.И Д4 в соответствующие полупериоды оказываются включенными в прямую цепь устройства, то благодаря этому практически полностью исключаются погрешности выпрямителя, вызваные неравными нулю падениями напряжения на открытых диодах.

На рис. 73, б показана схема амплитудного выпрямителя, выходное напряжение которого равно амплитуде положитель-