To jest klasyczny układ wzmacniacza nieodwracającego zbudowany na wzmacniaczu operacyjnym. Sygnał wejściowy $U_{we}$ jest podany na wejście nieodwracające, oznaczone znakiem „+”. Wejście odwracające „-” dostaje część napięcia wyjściowego przez dzielnik rezystorowy $R_2$ i $R_1$. Przy idealnym wzmacniaczu operacyjnym i ujemnym sprzężeniu zwrotnym zakładamy, że napięcia na wejściach są praktycznie równe, czyli $U_- \approx U_+$. Skoro $U_+ = U_{we}$, to na węźle między $R_2$ i $R_1$ też jest prawie $U_{we}$. Dzielnik z wyjścia daje zależność $U_{we}=U_{wy}\cdot\frac{R_1}{R_1+R_2}$, więc po przekształceniu wychodzi $K_u=\frac{U_{wy}}{U_{we}}=1+\frac{R_2}{R_1}$. Moim zdaniem to jeden z ważniejszych wzorów w analogówce, bo wraca ciągle: w przedwzmacniaczach audio, buforach czujników, torach pomiarowych i prostych układach kondycjonowania sygnału. W praktyce trzeba jeszcze pamiętać o tolerancji rezystorów, paśmie wzmacniacza, napięciu zasilania, zakresie napięć wejściowych oraz o kondensatorach odsprzęgających, np. 100 nF blisko nóżek zasilania układu scalonego. Dobra praktyka branżowa, zgodna z zaleceniami not katalogowych producentów, mówi też żeby pętla sprzężenia była krótka i czysta, bo inaczej układ może łapać zakłócenia albo nawet się wzbudzać.
W tym układzie łatwo pomylić wzmacniacz nieodwracający z odwracającym, bo oba mają rezystory $R_1$ i $R_2$ w okolicy wejścia „-”. Kluczowe jest jednak miejsce podania sygnału. Tutaj $U_{we}$ trafia na wejście nieodwracające „+”, a wejście „-” służy tylko do pobierania informacji zwrotnej z wyjścia przez dzielnik rezystorowy. Dlatego znak wzmocnienia nie może być ujemny. Wzór $-\frac{R_2}{R_1}$ pasowałby do wzmacniacza odwracającego, gdzie sygnał wejściowy wchodzi przez rezystor na wejście „-”, a wejście „+” jest zwykle połączone z masą. Tu tak nie jest, więc taki wynik oznacza pomylenie topologii układu. Samo $\frac{R_2}{R_1}$ też nie opisuje poprawnie tego połączenia, bo pomija składnik „1”, który wynika z faktu, że układ nieodwracający zawsze ma wzmocnienie co najmniej równe jedności, o ile działa w typowym trybie ze sprzężeniem ujemnym. Nawet gdy $R_2=0$, układ staje się wtórnikiem napięciowym i ma $K_u=1$, a nie 0. Z kolei wyrażenie $1-\frac{R_2}{R_1}$ miesza ideę składnika jedności z błędnym znakiem sprzężenia. W ujemnym sprzężeniu zwrotnym wzmacniacz operacyjny tak ustawia wyjście, żeby napięcia na wejściach „+” i „-” były prawie takie same, a dzielnik $R_1$, $R_2$ wymusza zależność dodatnią: $K_u=1+\frac{R_2}{R_1}$. Z mojego doświadczenia najczęstszy błąd to uczenie się wzorów na pamięć bez sprawdzenia, gdzie dokładnie podłączono sygnał wejściowy. W praktyce serwisowej i projektowej warto najpierw rozpoznać konfigurację, potem dopiero podstawiać wzór, bo to oszczędza sporo głupich pomyłek.