НИЯ трех последних параметров даны в гл. 7 и 10). Чтобы не спутать их с параметрами реальной операционной схемы, они даются с индексом «ид».

6.2. Параллельные операционные схемы

6.2.1. Преобразователь ток -напряжение

Преобразователь ток -напряжение (сокращенно IjlJ-преобразователь), усилитель - преобразователь сопротивления а иногда и «усилитель тока» - зсе. это разные названия одной

Потенциальная

Рис. 6.4. Преобразователь ток - напряжение (усилитель - преобразователь

сопротивления, иногда - «усилитель тока»). Нулевое выходное сопротивление изолирует нагрузку (а); нулевое входное сопротивление нейтрализует внутреннее сопротивление источника сигнала (б).

И ТОЙ же схемы, показанной на рис. 6.4, а. Цепь обратной связи этой схемы состоит только из резистора R. Ко входу подключается источник тока, а к выходу- резистор нагрузки Rh. Входной величиной является ток сигнала isx, выходной величиной-напряжение на нагрузке «вых. Выведем идеальное операционное уравнение схемы.

Неинвертирующий вход ОУ заземлен, и напряжение на нем относительно земли равно нулю. В соответствии с определением идеального ОУ напряжение на инвертирующем входе также равно нулю. Инвертирующий вход действует как потенциальная земля, т. е. как узел, который постоянно находится под потенциалом земли, будучи фактически незаземленным. Понятие «потенциальное заземление» намного упрощает анализ параллельных операционных схем. С точки зрения параметров реального ОУ это является следствием бесконечно большого коэффициента усиления без обратной связи (Л = оо) и нулевого напряжения входной погрещности (Еош = 0).

Ток сигнала Ibx втекает в инвертирующий вход. Поскольку входной ток идеального ОУравен нулю, весь входящий в

указанный узел ток должен поступать в резистор R. Этот ток создает на резисторе R падение напряжения ibR- Так как резистор R потенциально заземлен, падение напряжения по величине равно выходному напряжению операционной схемы

"вых = -вх- (бЛа)

Знак минус отражает выбранные положительные направления токов. Уравнение (6.1а) является искомым операционным уравнением, в соответствии с которым входной ток tsx преобразуется в пропорциональное выходное напряжение Мвых. Коэффициент пропорциональности есть коэффициент усиления операционной схемы с обратной связью

Оид = ИвыхАвХ=- (6.16)

и имеет размерность сопротивления, откуда и возникло одно из названий данной операционной схемы.

В операционное уравнение (6.1а) входит только сопротивление обратной связи и не входит сопротивление нагрузки Rh-Это означает, что операционная схема ведет себя по отношению к нагрузке как идеальный источник напряжения, обладающий нулевым внутренним сопротивлением. Выходное сопротивление операционной схемы равно нулю:

вых.идО. (6.1В>

Эта особенность является следствием того, что данная операционная схема имеет выход по напряжению.

Потенциальное заземление инвертирующего входа приводит к тому, что ОУ выступает по отношению к источнику тока на входе как короткозамкнутая цепь. При этом операционная-схема ведет себя как идеальный приемник тока с нулевым внутренним сопротивлением по отношению к источнику сигнала. Входное сопротивление операционной схемы равно нулю:

вх.ид = 0, (6.1Г).

ЧТО является следствием параллельной обратной связи.

Нулевое входное сопротивление обусловливает то, что операционное уравнение (6.1 а) справедливо даже при конечном значении внутреннего сопротивления источника сигнального тока (рис. 6.4, б). Это сопротивление Rv включено между точками фактического и потенциального заземления ОУ и тем самым электрически неразличимо в схеме. Параллельная операционная схема отводит на себя весь ток, выдаваемый подключенным к ее входу источником сигнала

6.2.2. Усилитель тока

Как и в предыдущей схеме, в операционной схеме на рис. 6 5 входной величиной является ток сигнаиа ix, а выходной величиной- ток 1ъы%, протекающий по сопротивлению нагрузки R. Проведенный ранее анализ показывает, что входной ток, поступающий в инвертирующий вход ОУ, компенсируется частью выходного тока, величина которой определяется соотношением сопротивлений делителя Ri, R2 цепи обратной связи. Левый по схеме вывод резистора R2 потенциально заземлен, поэтому делитель тока работает на коротко-замкнутую цепь, так что 1ех + + iEux[RiliRi + R2)] = 0. В идеальное операционное уравнение в его явно выраженной форме

W = -№/?i + l)iBx (6.2а)

так же, как и в предыдущем случае, сопротивление нагрузки Re. не входит. Однако здесь это означает, что операционная схема работает как идеальный источник тока с бесконечно большим внутренним сопротивлением по отношению к нагрузке, т. е.

(6.26)

Рис 6.5. Усилитель тока -пример операционной схемы с плавающей

нагрузкой Выходное сопротивление схемы бесконечно велико. аых=-+ Ехид = 0 (см. рис. 6 4), «зыхидоо-

вь,х.ид = СХЭ-

Это является следствием токового выхода данной операционной -схемы.

Безразмерный коэффициент пропорциональности между входным и выходным токами есть коэффициент усиления по току

Сид = -(ад1 + 1)- (6.2в)

6.2.3. Инвертор напряжения

Ток входного сигнала можно вырабатывать искусственно, используя для этого комбинацию источника напряжения и последовательно включенного резистора. Образованный таким способом инвертор напряжения (или просто инвертор), показанный на рис. 6.6, - одна из наиболее часто встречающихся операционных схем.

Входное напряжение «вх целиком приложено к резистору правый по схеме вывод этого резистора потенциально зазем-