Схемотехника усилителей и компараторов

Повторитель напряжения

Повторитель напряжения используется в основном для преобразования импеданса, например, в измерительных схемах для датчиков с высоким выходным сопротивлением

Оглавление

Масштабирующий усилитель

Эти две схемы реализуют основополагающий принцип схемотехники на ОУ - принцип масштабирования коэффициента усиления с помощью отрицательной обратной связи. Поэтому их с полным правом можно назвать основой схемотехники на ОУ.

Инвертирующий усилитель

Выходное напряжение:

Входное сопротивление:

Неинвертирующий усилитель

Выходное напряжение:

Входное сопротивление равно входному сопртивлению ОУ.
Кроме знака выходного напряжения имеется ещё одно принципиальное различие этих схем: у неинвертирующего усилителя КУ не может быть меньше 1 (если R1 стремится к бесконечности, КУ стремится к 1). Это, а также возможность управлять входным сопротивлением определило то, что инвертирующий усилитель применяется чаще. Неинвертирующий усилитель (называемый также электрометрическим) использут в основном там, где необходимо высокое входное сопротивление.

Оглавление

Компаратор

Принцип действия основан на очень большом собственном коэффициенте усиления ОУ. При достижении разности входных напряжений:

ОУ входит в насыщение. Т.к. КУ очень большой, то это происходит при очень небольшой разности входных напряжений. При этом если U2 больше U1, Uout имеет положительный знак и наоборот (конечно при двуполярном питании). Если питание однополярное, то Uout изменяется от 0 до напряжения питания.

Оглавление

Компаратор с гистерезисом

К сожалению, ОУ при простом включении без ООС, как показано на предыдущей схеме, обладают очень неприятной особенностью - они самовозбуждаются при близкой к нулю разности входных напряжений. Чтобы избавиться от этой напасти и сохранить быстроту переключения, вводят ОС, только положительную:

Но за всё приходится платить - данная схема обладает гистерезисом по порогу. Величина гистерезиса определяется:

ПОС в данном случае прибавляет скорость переключения за счёт увеличения КУ схемы, а гистерезис предохраняет от самовозбуждения.
По недоразумению или нет встречается название "Триггер Шмитта". Не знаю, может этот триггер и Шмитта, но при небольшой величине отношения R1/R2 гистерезис достаточно велик, и эту схему с натяжкой можно назвать триггером.

Оглавление