лен), что вызывает появление эквивалентного входного тока UnxIRi. Этот ток компенсируется лоступающим на выход усилителя через резистор обратной связи R2 током, равным

Потенциальная земля

3 §

Рис. 6.6. Инвертор напряжения, а -схема с механическим аналогом в виде двуплечевого рычага: u=-{,R,ilR-{)u, в;е. ид"> •вых. ид" б - ненулевое внутреннее сопротивление источника сигнала входит в идеальное операционное уравнение схемы: «3,,,=-[i?2/(i?i + Rnu- Это является следствием конечного значения входного сопротивления R-y. ид=1.

Идеальное операционное уравнение

"вых ~ - (2/l) вых

(6.3а)

выражает пропорциональность напряжений -«вых и «вх величинами сопротивлений R2 и Ri (их отношению). Чтобы запомнить указанное правило, полезно провести аналогию с рычагом, имеющим плечи длиной и и вращающимся вокруг точки, соответствующей потенциалу инвертирующего входа ОУ, так что отклонение левого плеча «вх преобразуется в отклонение правого плеча в противоположном направлении на «вых-Коэффициент усиления инвертора

Снд = -(2/1) (6.36)

имеет знак минус, и его значение можно изменять в широком диапазоне от О до -оо путем соответствующего выбора велИ чин сопротивлений Ri и R-

Особый случай, инвертор с единичным усилением (или снова просто инвертор), имеющий равные друг другу сопротивления Ri = R2, не изменяет величину, а лишь инвертирует полярность входного напряжения

(6.3в>

"вых - "вх»

Gh„ = -1-

Идеализированное выходное сопротивление инвертора равно нулю. Однако его входное сопротивление уже не имеет экстремального значения (нуль или бесконечность), типичного для канонических операционных схем, и численно равно потенциально заземленному сопротивлению Ri:

Kx.u=Ri (б.зг)

Инвертор напряжения нагружает источник сигнала. Напряжение сигнала на зажимах ОУ уменьшается за счет падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника Rr (рис. 6.6, б) или, если выразить это по-другому, в операционном уравнении инвертора появляется имеющее неопределенное и нестабильное значение внутреннее сопротивление источника Rt:

«вЫХ = -[2/(1+г)]«вХ- (б.Зд)

Обычно это считается недостатком. В разд. 6.3 рассмотрим операционную схему, в которой этот недостаток устранен.

6.2.4. Суммирующий усилитель

Суммирующий усилитель (сумматор), показанный на рис. 6.7, представляет собой простое расширение инвертора напряжения (рис. 6.6, а); расширение произведено путем подключения к инвертирующему

ьуммирувдщиЕ резисторы

Суммирующая точна

входу ОУ дополнитель-лых источников напряже-вых ния щ ... Um через дополнительные суммирующие резисторы R\ ... Rm. Узел соединения суммирующих резисторов называется суммирующей точкой; это название распространяется также и на узел соединения резисторов R\, R2 инвертора напряжения.

Название этой операционной схемы вытекает из ее функции. Токи Uk/Rk, io" " протекающие через со-

ответствующие суммирующие резисторы Rk, в суммирующей точке складываются. •Суммарный ток отводится через резистор обратной связи Ra и

Рис. 6.7. Суммирующий усилитель. Коэффициенты усиления для каждого входа являются независимыми величинами, поскольку все входы изолированы друг от друга потенциально заземленной суммирующей точ-m

преобразуется в выходное напряжение «вьи

(6.4а)

Коэффициент усиления с обратной связью

(G„«)ft = -(?o/ft)

(6.46)

каждого из т входных напряжений задается отношением сопротивления обратной связи Rq к сопротивлению соответствующего суммирующего резистора Rh и не зависит от величины коэффициента усиления для других входов (от величины суммирующих сопротивлений); не зависит он и от того, подключены или нет другие входные источники, и даже от того, заземлены отключенные входы или же они оставлены открытыми. Данное свойство обусловлено тем, что все входы изолированы друг от друга потенциальным заземлением суммирующей точки.

6.2.5. Обобщенный инвертор

Инвертор напряжения на рис. 6.6, а представляет собой частный случай обобщенного инвертора, показанного на рис. 6.8, а. Обобщение схемы состоит в том, что резисторы Rx и R2, которые преобразуют напряжение «вх и «вых в токи ujRi и

Потенциальная земля

"вых

Рис. 6.8. Обобщенный инвертор а - трехполюсникн f, f2 работают, будучи потенциально заземлены: i("bx) + +("вых" bx=i ("вх) о с=2(«вых) б -к определению передаточной характеристики f(u) и проходной проводимости y трехполюсиика в режиме короткого замыкания выхода; в обобщенном трехполюсннке i=f(u), в линейном трехполюсннке t = yu.

"вых ?2, заменяются обобщенными трехполюсниками, определяемыми передаточными характеристиками напряжение - ток в режиме короткого замыкания /i(«bx) и /2("вых) (рис. 6.8, б)

Особый интерес представляют обратимые трехполюсники у которых передаточные характеристики одинаковы в обоих направлениях Вес симметричные и несимметричные пассивные трехполюсники (составленные из резисторов, конденсаторов и индуктивностей), а также, например, включенный по Схеме ОБ биполярный транзистор (в пределах ограничений, налагаемых уравнением Эберса - Молла) попадают в эту категорию