Wzmacniacz nieodwracający to podstawowy układ ze wzmacniaczem operacyjnym, w którym sygnał wejściowy podaje się na wejście nieodwracające oznaczone znakiem +. Sygnał wyjściowy ma tę samą fazę co sygnał wejściowy, czyli nie jest odwrócony.
Budowa układu
W typowym układzie występują:
- wzmacniacz operacyjny,
- rezystor R1 połączony między wejściem odwracającym − a masą,
- rezystor R2 połączony między wyjściem a wejściem odwracającym −,
- sygnał wejściowy podany na wejście +.
Rezystory R1 i R2 tworzą dzielnik napięcia w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Wzmocnienie napięciowe
Wzmocnienie napięciowe układu oznacza się najczęściej jako Ku lub Av. Dla wzmacniacza nieodwracającego wynosi ono:
$$K_u = 1 + \frac{R_2}{R_1}$$
Oznacza to, że wzmocnienie zawsze jest większe lub równe 1. Układ nieodwracający nie może mieć wzmocnienia mniejszego od jedności w tej podstawowej konfiguracji.
Przykład
Jeśli:
- R1 = 10 kΩ,
- R2 = 40 kΩ,
to:
$$K_u = 1 + \frac{40k\Omega}{10k\Omega} = 1 + 4 = 5$$
Napięcie wyjściowe będzie więc pięć razy większe od napięcia wejściowego, o ile wzmacniacz nie osiągnie ograniczenia wynikającego z napięcia zasilania.
Jak rozpoznać na schemacie?
Jeżeli sygnał wejściowy jest doprowadzony do wejścia +, a rezystory tworzą sprzężenie z wyjścia na wejście −, jest to wzmacniacz nieodwracający. Wzór z plusem przed jedynką: 1 + R2/R1 jest charakterystyczny właśnie dla tego układu.