Расчет усилителя постоянного тока с использованием интегральных операционных усилителей

Московский государственный технический университет 

имени Н. Э. Баумана 

 

 
 
 

Г. А. Орлов, А. К. Токарев 

 
 
 

Расчет усилителя постоянного тока 

с использованием интегральных  

операционных усилителей 

 
 

Методические указания  

к выполнению домашнего задания 

 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 

 

УДК 621.375.1 
ББК 32.852.3 
 О-66 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/190/book1221.html 
 
Факультет «Специальное машиностроение» 
Кафедра «Специальная робототехника и мехатроника» 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний 
 
 
Орлов, Г. А. 
Расчет усилителя постоянного тока с использованием интегральных операционных усилителей : методические указания к выполнению домашнего задания / Г. А. Орлов, А. К. Токарев. — Москва :  
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 20, [12] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-4150-1 

Приведены краткие теоретические сведения, исходные данные, порядок выполнения домашнего задания, указания к выполнению задания, 
справочные материалы. 
Для студентов МГТУ им. Н. Э. Баумана, обучающихся по специальностям «Роботы и робототехнические системы» и «Мехатроника и робототехника». 
 
УДК 621.375.1 
ББК 32.852.3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4150-1  
 
   МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 

О-66 

Предисловие 

Операционные усилители в интегральном исполнении являют
ся одним из наиболее распространенных элементов, которые применяются для построения аналоговых усилителей напряжения и 
других маломощных аналоговых устройств.  

Домашнее задание посвящено расчету усилителей постоянного 

тока с использованием интегральных операционных усилителей и 
имеет целью подготовить студентов к созданию современных 
электронных усилительных устройств и устройств обработки сигналов мехатронных и робототехнических систем. 

Полученные в процессе выполнения домашнего задания зна
ния могут быть применены для анализа принципов построения 
усилительных и преобразовательных каскадов, разработки методов подготовки к проведению экспериментальных исследований 
электронных устройств, а также к их проектированию. 
 
 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 

Операционный усилитель (ОУ) представляет собой усилитель по
стоянного тока с гальванической связью между каскадами, предназначенный для построения различных устройств путем организации 
на его основе глубокой отрицательной связи. Для этого ОУ должен 
иметь инвертирующий вход, обладать достаточно высоким коэффициентом усиления по напряжению, малым «дрейфом нуля» (напряжением статической погрешности), а также высоким входным сопротивлением, низким выходным сопротивлением и широкой полосой 
пропускания. Идеальным будем называть ОУ, который имеет бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления KU = ∞, 
«дрейф нуля», бесконечно большое входное дифференциальное  
сопротивление Rвх.д = ∞, нулевое выходное сопротивление Rвых ОУ = 0 
и бесконечно большую ширину полосы пропускания [1].  

При усилении несимметричного входного сигнала усилитель
ный каскад может быть построен по схемам с инвертирующим и 
неинвертирующим включениями.  

При инвертирующем включении общий провод источника 

входного сигнала соединен с неинвертирующим входом ОУ и фаза 
выходного сигнала отличается от фазы входного сигнала на 180°. 
Применительно к идеализированному ОУ схема с инвертирующим 
включением имеет вид, представленный на рис. 1, а. В данной 
схеме действует параллельная отрицательная обратная связь по 
напряжению, для которой во входной цепи суммируются токи и 
основным уравнением является уравнение  

 
Iс = Iвх + Iо.с, 

где Iс — ток, потребляемый от источника входного сигнала; Iвх — 
входной ток ОУ; Iо.с — ток в цепи обратной связи.  

Учитывая, что при KU = ∞ входное дифференциальное напря
жение Uвх.д = 0, можно получить выражения для основных технических показателей такого усилительного каскада: