Инверторы сопротивления.

Иногда возникает необходимость использования отрицательного сопротивления, например, для компенсации потерь и повышения добротности колебательных контуров. Для обычного двухполюсника направление тока и напряжения совпадают и его сопротивление положительное: R = V/I. Если же в двухполюснике направления протекающего тока и приложенного напряжения не совпадают, отношение V/I будет отрицательным. Говорят, что такой двухполюсник обладает отрицательным сопротивлением. Физически это означает, что этот двухполюсник не рассеивает, а отдает энергию во внешнюю цепь. Поэтому отрицательные сопротивления могут быть получены только с применением активных схем, которые называют инверторами сопротивления.

Схема инвертора сопротивления

Выходное напряжение идеального ОУ определяется как

Входной ток усилителя равен

При выводе этих соотношений предполагалось, что схема находится в устойчивом состоянии. Однако, поскольку операционный усилитель охвачен одновременно положительной и отрицательной обратными связями, следует принять меры, чтобы выполнялись условия устойчивости. Физический смысл условий устойчивости для схемы инвертора сопротивления с идеальным ОУ при резистивных обратных связях заключается в том, что глубина положительной обратной связи должна быть меньше, чем отрицательной. Для этой схемы означает, что сопротивление источника входного сигнала R _S должно быть меньше R ₂.

Примером практического применения инвертора сопротивления является схема неинвертирующего интегратора.

Неинвертирующий интегратор:

а — эквивалентная схема, б — схема неинвертирующего интегратора на ОУ

На а) приведена эквивалентная схема интегратора в виде интегрирующей RC- цепочки, содержащей резистор с отрицательным сопротивлением. Роль резистора с отрицательным сопротивлением выполняет инвертор сопротивления б).

Дата добавления: 2015-08-13