1. Что изучаем
Получить передаточную характеристику неинвертирующего усилителя и определить границы линейного режима.
2. Теория простыми словами
В неинвертирующем включении сигнал подаётся на вход «+», а отрицательная обратная связь задаёт усиление. В линейном режиме выход имеет ту же полярность, что и вход, пока не достигает ограничений выходного диапазона.
3. Формулы, которые нужно знать
Kᵤ = 1 + Rf/RgUвых = ограничение(Kᵤ·Uвх, −Uогр, +Uогр)Uвх,граница ≈ Uогр/Kᵤ4. Ключевые понятия
- Входная величина: сигнал или параметр, который мы задаём.
- Выходная величина: результат реакции исследуемой схемы.
- Рабочий режим: состояние компонента при заданных токах и напряжениях.
- Характеристика: график зависимости одной электрической величины от другой.
- Допущения модели: упрощения, которые позволяют увидеть основную физическую закономерность.
5. Как выполнять работу
- Задайте Rf и Rg.
- Постепенно увеличивайте входное напряжение.
- Запишите пары Uвх и Uвых.
- Постройте передаточную характеристику.
- Определите коэффициент усиления и область насыщения.
6. На что обратить внимание
- Всегда указывайте единицы измерения и проверяйте перевод мА в А, кОм в Ом.
- Изменяйте по возможности один параметр за раз, чтобы понять причинно-следственную связь.
- Сравнивайте расчёт, график и ожидаемое физическое поведение.
- Не путайте условное направление тока с направлением движения электронов в металле.
- Не переносите учебные значения напрямую на реальный компонент без проверки его документации.
7. Быстрая самопроверка
- Могу ли я объяснить, что показывает график?
- Могу ли я назвать единицы измерения всех параметров?
- Понимаю ли я, почему выход изменяется при перемещении каждого ползунка?
- Могу ли я объяснить ограничения используемой модели?
8. Итог
В линейной области характеристика близка к прямой с наклоном Kᵤ. При достижении выходного ограничения возникает насыщение, и пропорциональность нарушается.