2. Схемная реализация усилителя на базе неинвертирующего ру.

Рис 2.1

Схема усилителя аналогична схеме усилителя на базе неинвертирующего РУ, представленной на рис.2.1, конденсатор С2 используется для минимизации входного напряжения покоя усилителя (сдвиг постоянного напряжения от нуля).

Частотная характеристика усилителя аналогична характеристике (2), представленной на рис.1.3.

Рис.2.2

Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя переменного тока в полосе пропускания определяются схемными функциями неинвертирующего РУ

(сопротивлениями конденсаторов С1 и С2 в полосе пропускания в первом приближении можно пренебречь):

В полосе пропускания, где С₁ и С₂ – к.з. имеем частный случай неинвертирующего решающего усилителя

;(2.1)

Для схемы рис.2.1. справедливы соотношения:

1)(2.2)

(частный случай соотношения из реакции 2.4. при R₄=0; R₅=R₃)

2) (2.3)

(2.4)

Верхняя частота f_в зависит от

1. инерционных свойств ОУ, т. е. от его частотной характеристики (1) на рис.1.3. (за которую «не перепрыгнуть»).

2. коэффициента усиления K_U усилителя переменного тока.

Чем выше K_U, тем ниже f_в для одного и того же ОУ.

Окончательно частота f_в определяется на NIELVIS и моделированием ОС Multisim.

Таким образом, при использовании одного не инвертирующего РУ в качестве усилителя переменного тока удается получить одновременно большой коэффициент усиления (100…1000) и больше (1…10МОм) входное сопротивление усилителя, но при этом существуют определенные трудности в реализации высокой верхней граничной частоты f_в.

Ручной расчет схемы рис.2.1 – подготовка к моделированию в системе Multisim.

Рекомендации: желательно, чтобы все вычисленные сопротивления были не более 10 МОм, а выбираемая емкость - не более 3 мкФ.

Выберем емкость: С1=С2=1 мкФ

Из соотношения (2.4):

Из соотношения (2.2):

Из соотношения (2.3):

Определив все сопротивления резисторов, убедились что все

Убедимся теперь, что конденсатор С1 становится «проходным» на более низких частотах, чем конденсатор С2, и тем самым практически не влияет на нижнюю граничную частоту

3. Построение усилителя на основе двух усилительных подсхем

рис.3.1

Частотная характеристика представлена на рис.1.3.

От недостатков усилителя, изображенного на рисунке 2.1, свободна схема усилителя переменного тока, представленная на рисунке 3.1. Этот усилитель состоит из двух усилительных подсхем: входная подсхема реализуется на неинвертирующем РУ (DA1, R1, R2, R3), что позволяет обеспечить большое входное сопротивление усилителя переменного тока; выходная подсхема представляет собой инвертирующий РУ (DA2, R4, R5) и используется для получения высокого коэффициента усиления K_u всего усилителя. Коэффициент усиления всего усилителя по переменному току: (3.1)

Из графиков, приведеннх на рисунке 1.3 следует, что для получения наибольшей верхней граничной частоты f_B усилителя (рисунок 3.1) целесообразно выбирать коэффициенты усиления инвертирующего и неинвертирующего РУ по модулю примерно одинаковыми.

Нижняя граничная частота (3.2)