Integrované obvody: Úvod     Operační zesilovač     Zapojení OZ s invert. vstupem     Zapojení OZ s neinvert. vstupem     Sčítání a odčítání pomocí OZ     Násobení a dělení pomocí OZ

Operační zesilovač - zapojení s invertujícím vstupem

Zapojení operačního zesilovače s invertujícím vstupem je na obr.1. Zapojení je se zpětnou vazbou, tj. přes rezistor R0 je spojen vstup a výstup zesilovače. 

obr. 1: Operační zesilovač v zapojení s invertujícím vstupem

Vstupní odpor ideálního operačního zesilovače je nekonečný. Vstupní odpor je odpor mezi oběma vstupními svorkami (označené +, -). To znamená, že mezi těmito svorkami nepoteče operačním zesilovačem žádný proud, tedy iS = 0. a tedy i napětí Ui = 0.

Z Ohmova zákona můžeme vyjádřit proudy pomocí napětí a odporů.

Proud i1 je proud tekoucí odporem R1. Je tedy roven i1 = UR1/R1, kde UR1 je napětí na rezistoru R1. To je rovno rozdílu potenciálů ¤ mezi body A a S. Potenciál jA v bodě A je roven U1, protože U1 je napětí mezi tímto bodem a zemí (šipka na obrázku ukazuje směr poklesu potenciálu). Potenciál jS v bodě S je roven Ui, protože Ui je napětí mezi tímto bodem a zemí. Z důvodů uvedených výše ¤ je však Ui = 0, tedy potenciál v bodě A je nulový.
Tedy UR1 = jA - jS = U1 - 0 = U1 a proud .

Proud i0 je proud tekoucí odporem R0. Je tedy roven i0 = UR0/R0, kde UR0 je napětí na rezistoru R0. To je rovno rozdílu potenciálů ¤ mezi body S a O. Potenciál jS v bodě S je roven nule. Potenciál jO v bodě O je roven U0, protože U0 je napětí mezi tímto bodem a zemí. 
Tedy UR0 = jS - jO = 0 - U0 = -U0 a proud .

Proud iS je roven nule (viz výše ¤).

Mezi proudy iS, i1 a i0 můžeme napsat následující vztah (1. Kirchhoffův zákon pro bod S): iS  + i1 = i0. Protože iS = 0, platí i1 = i0. Po dosazení z Ohmova zákona dostáváme vztah pro výstupní napětí U0

Zesílení zesilovače je v tomto zapojení určeno podílem odporů použitých rezistorů. Znaménko mínus znamená, že výstupní napětí má opačnou fázi než vstupní napětí (obr. 2).


obr. 2: Příklad průběhů napětí na vstupu (U1) a výstupu (U0) operačního zesilovače zapojeného s invertujícím vstupem. Napětí mají opačnou fázi, poměr odporů rezistorů (tj. zesílení zesilovače v tomto zapojení) je 3.

Další kapitola: Zapojení operačního zesilovače s neinvertujícím vstupem ¤

Verze pro tisk