Неинвертирующий усилитель на ОУ
Сигнал на неинвертирующий вход (+). Делитель обратной связи Rf и Rg задаёт G = 1 + Rf/Rg. Раздел: электроника.
Контроль: Rf = 10 кОм, Rg = 1 кОм → G = 11. При Rf = 0 получается G = 1.
Родитель электрика. Соседи: инвертирующий ОУ, дБ, срез RC, LED.
G = 1 + Rf / Rg
G = 1 + Rf / Rg
Обратный ход: Rf = (G − 1) · Rg, Rg = Rf / (G − 1). При G = 1 обратный ход для Rg при Rf ≠ 0 не строится — это уже буфер.
Не −Rf/Rin
Не G = −Rf/Rin. Не голый делитель без петли ОУ. Не путать Rg с Rin инвертирующей схемы по имени.
Как пользоваться
Rf можно ноль (буфер). Rg > 0. Искомое — G, Rf или Rg при G > 1.
Примеры
1. Классика. 1 + 10000/1000 = 11.
2. Rf обратно. G = 11, Rg = 1 кОм → Rf = 10 кОм.
3. Буфер. Rf = 0, Rg любое допустимое → G = 1.
4. Удвоение. Rf = Rg → G = 2.
5. Ошибка. G = 1 и Rf ≠ 0 при поиске Rg — отказ.
Ещё задачи
Rf = 47 кОм, Rg = 4,7 кОм → G = 11.
Связь с дБ: G = 10 → 20 дБ; G = 11 чуть выше.
Не ждите G < 1 от этой страницы.
Датчик с высоким импедансом: буфер G = 1 сохраняет напряжение.
Закон Ома в делителе обратной связи: ток Rf = ток Rg в идеале.
Нужен G = 5 → Rf/Rg = 4, например 40 кОм и 10 кОм.
G = 1 край буфера — валиден при Rf = 0.
Учебный АЦП-драйвер: G = 2 при Rf = Rg = 10 кОм.
Почему G ≥ 1
Обратная связь снимает долю выхода на инвертирующий вход. Равновесие петли даёт коэффициент не меньше единицы: «1» — вклад прямого прохождения на (+), плюс Rf/Rg.
Памятка: всегда единица плюс неотрицательное отношение.
Хаб электроники рядом с инвертирующим ОУ.
Итог: G = 1 + Rf/Rg ≥ 1.
Буфер, делитель ОС и длинные проверки
Rf = 0 замыкает выход на (−): повторитель. Входное сопротивление велико, выходное мало — учебный смысл буфера.
Родитель электрика. Стык с делителем: Rf–Rg похожи на делитель, но петля ОУ фиксирует усиление.
Итог журнала: 1 + Rf/Rg, якорь 11, не минус Rf/Rin.
Контроль: 11; Rf = 0 → 1; Rf = Rg → 2.
Пример: Vin = 1 В, G = 11 → Vout = 11 В при достаточном питании ОУ.
Не подставляйте G = Rf/Rg без единицы.
Рабочий пример: G = 3, Rg = 2 кОм → Rf = 4 кОм.
Связь с инвертирующим: при тех же 10k и 1k там −10, здесь 11.
Итог для отчёта: единица плюс отношение, фаза сохраняется.
Финальный якорь: 10 кОм / 1 кОм → 11.
Добор: не пишите G = −(1 + Rf/Rg).
Ещё якорь: Rf = 9 кОм, Rg = 1 кОм → G = 10.
Журнал: G = 6, Rf = 5 кОм → Rg = 1 кОм.
Не путайте с резистором LED: ток диода не равен G.
Финальный блок: неинвертирующий усилитель, G ≥ 1, буфер при Rf = 0.
Ещё контроль: 11; 1; 2; отказ поиска Rg при G = 1 и Rf ≠ 0.
Почему вход на (+)? Чтобы сигнал не инвертировать и получить высокое входное сопротивление.
Итог абзаца: безразмерный G ≥ 1.
Связь с fc RC: фильтр на выходе каскада считают отдельно по R и C.
Две шкалы резисторов — одинаковые единицы в Rf и Rg.
Финальный добор: 1+Rf/Rg, не −Rf/Rin, не 10 log мощности.
Отчёт: «11» проверяется 10k и 1k.
Стык с последовательными R: сумма Rf+Rg не равна G.
Не кладите Rg = 0.
Якорь: 11; G ≥ 1; Rf = 0 → буфер.
Приложение: таблица G = 1, 2, 5, 11 при Rg = 1 кОм → Rf = 0, 1, 4, 10 кОм.
Смешение единиц Rf в МОм и Rg в кОм без перевода искажает G.
Повторный расчёт: Rg с 1 кОм на 2 кОм при Rf = 10 → G = 6.
Сосед P = UI: нагрузка на выходе ОУ — отдельно от формулы G.
Учебный измерительный усилитель часто начинается с неинвертирующих буферов.
Не смешивайте с периодом: частота не входит в идеальный G.
Стык с ёмкостным сопротивлением: частотная характеристика реальной микросхемы — не эта страница.
Ещё число: Rf = 100 кОм, Rg = 10 кОм → G = 11.
Связь с логарифмом: lg(11) ≈ 1,041 → ·20 ≈ 20,8 дБ.
Не пишите G = Rf/(Rf+Rg) — это доля делителя без «1+» петли.
Контроль ещё раз: 1+10 = 11; Rf = 0 даёт 1.
Финальный абзац: G = 1 + Rf/Rg, типично 11, всегда ≥ 1 на идеальной модели.
Добор школы: напряжение на (−) = Vin; ток через Rg = Vin/Rg; падение на Rf добавляет усиление.
Ещё практика: нужен G = 1,5 → Rf/Rg = 0,5, например 5 кОм и 10 кОм.
Идеальная модель: бесконечное усиление разомкнутой петли, нулевые токи входов.
Итог длинного блока: плюс единица, отношение Rf/Rg, не инверсия.
Школьный чертёж: Vin на (+); делитель Rf от выхода к (−) и Rg от (−) к земле. На (−) напряжение равно Vin в идеале.
Числовой ряд: Rg = 1 кОм, Rf = 0; 1; 4; 9; 10 кОм → G = 1; 2; 5; 10; 11.
Обратный ряд: G = 4, Rg = 2,2 кОм → Rf = 6,6 кОм.
Сравнение с инвертирующим при тех же номиналах 10k/1k: там −10, здесь 11 — разница и в знаке, и в единице.
Буфер подробно: выход соединён с (−), вход на (+), нагрузка не тянет источник сигнала напрямую.
Ограничение питания: G = 11 и Vin = 1 В требуют выхода 11 В — проверьте рельсы ОУ до макета.
Входное сопротивление каскада велико (ток в (+) почти ноль) — в этом главное отличие от инвертирующего с Rin.
Стык с дБ: G = 2 → ≈6 дБ; G = 10 → 20 дБ; G = 11 → чуть больше 20.
Ещё якорь: Rf = Rg даёт ровно 2; Rf = 0 даёт ровно 1; поиск Rg при G = 1 и Rf > 0 страница режет.
Практикум: подайте постоянное Vin, измерьте Vout, сравните с 1+Rf/Rg; затем проверьте синус на предмет инверсии — её быть не должно.
Финальный добор: неинвертирующий усилитель, G ≥ 1, буфер, не минус Rf/Rin.
Типичные ошибки
- Забыть единицу: писать Rf/Rg вместо 1 + Rf/Rg.
- Перепутать с −Rf/Rin.
- Ждать G < 1.
- Искать Rg при G = 1 и ненулевом Rf.
- Путать Rg с Rin инвертирующей схемы.
Соседи: инвертирующий ОУ, дБ, делитель, закон Ома, RC-срез, LED.
Итог добора: неинвертирующий ОУ G = 1 + Rf/Rg, якорь 11 при 10 кОм / 1 кОм, буфер при Rf = 0, не формула −Rf/Rin.
Частые вопросы
- Чему равен G при Rf = 10 кОм и Rg = 1 кОм?
- G = 1 + 10 = 11. Фаза не инвертируется.
- Что будет при Rf = 0?
- G = 1: повторитель (буфер) напряжения на неинвертирующем входе.
- Это инвертирующий каскад?
- Нет. Инвертирующий даёт G = −Rf/Rin и минус по фазе.
- Можно ли G = 0,5?
- В этой топологии идеальный G ≥ 1. Ослабление — другие схемы (делитель, инвертор с |G|<1).
- Как выразить в дБ?
- 20 log₁₀(G) при G > 0. Для G = 11 ≈ 20,8 дБ.
- Где хаб?
- Электроника, родитель электрика.
Источники
- Учебная электроника: R = (Vs − Vf)/If для светодиода, инвертирующий ОУ G = −Rf/Rin, неинвертирующий G = 1 + Rf/Rg, fc = 1/(2πRC), GdB = 20 log10(Vout/Vin).