Повторитель напряжения на ОУ. Принцип работы

Повторитель напряжения — это самый простой из возможных усилителей, обладающих отрицательной обратной связью (ООС). Выходное напряжение точно равно входному напряжению. Если оно ничем не отличаются, то вы можете спросить — зачем это нужно, если от этого ничего не изменяется?

Суть в том, что речь идет о напряжении, а не о токе. Так вот, повторитель напряжения почти не потребляет тока от источника сигнала, и позволяет получить довольно высокий ток со своего выхода.

Нам часто приходится иметь дело с активными радиокомпонентами, которые имеют очень малый выходной ток. Примером такого компонента является микрофон или фототранзистор. Подключение к ним элементов с низким сопротивлением приведет к уменьшению напряжения выходного сигнала, генерируемого этими источники.

В такой ситуации имеет смысл использовать повторитель напряжения. Он имеет высокое входное сопротивление, поэтому он не снижает и не искажает входной сигнал, а так же  обладает низким выходным сопротивлением, что позволяет подключить энергоемкие компоненты, например, светодиод.

Повторитель напряжения на ОУ. Принцип работы

Чтобы понять, как работает повторитель напряжения, мы должны знать три элементарных правила, определяющие работу операционного усилителя:

Правило №1 — операционный усилитель оказывает воздействие своим выходом на вход через ООС (отрицательная обратная связь), в результате чего напряжения на обоих входах, как на инвертирующем (-), так и на неинвертирующем (+) выравнивается.

Цифровой мультиметр AN8009
Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS...

Мультиметр - RICHMETERS RM101
Richmeters RM101 - удобный цифровой мультиметр с автоматическим изменен...

Мультиметр - MASTECH MY68
Измерение: напряжения, тока, сопротивления, емкости, частоты...

Правило №2 — входы усилителя не потребляют ток

Правило №3 — напряжения на входах и выходе должны быть в диапазоне между положительным и отрицательным напряжением питания ОУ.

Предположим, что входное напряжение стало 3В, а в настоящее время на выходе у нас 1В. Что произойдет? Усилитель определяет, что между инвертирующим входом (-) и неинвертирующим (+) разница составляет 2В.

Поэтому, в соответствии с правилом №1, выходное напряжение увеличивается до тех пор, пока напряжения на входах не сравняют. Ситуацию дополнительно упрощает тот факт, что выход соединен непосредственно с инвертирующим входом (-), и это неизбежно приводит к тому, что напряжение на этих двух выводах становиться одинаковым.

povtoritel-napryazheniya-na-ou-princip-raboty-2

Часто, в схеме повторителя напряжения, можно встретить дополнительный резистор в цепи обратной связи. Он необходим там, где требуется повышенная точность. Правила №1 и №2 относятся к идеальному операционному усилителю, которого в реальности нет.

Напряжения на входах не могут быть идеально одинаковыми, через них протекает небольшой ток, поэтому напряжение на выходе может отличаться от входного напряжения на несколько милливольт. Резистор R предназначен для уменьшения влияния этих недостатков. Он должен иметь сопротивление равное сопротивлению источника сигнала.

2 комментария

  • 08.06.2020 at 14:54

    Пишете что величина резистора между инвертирующим входом и выходом операционника должно быть равно сопротивлению источника сигнала, но тогда что величина этого резистора будет равна например для к140уд17 ( 10Наноампер или 100 мом для напр входн=1 вольту), а для микросхеиы HAS 180A-2 (0,001Наноампер или 1 пикоампер или 1 тераом) ?
    Вопросик , как вообще можно подключать такие сумасшедшие номиналы в 1 Тераом или хотя бы в 10 гигаом? Это же практически обрыв сети?!

    Ответить
    • 25.06.2020 at 20:43

      «равно сопротивлению источника сигнала» — источник сигнала это то, что подключается ко входу усилителя

      Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*