W konfiguracji nieodwracającej wzmacniacza operacyjnego sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające (+), a na wejściu odwracającym (−) realizuje się ujemne sprzężenie zwrotne z wyjścia przez dzielnik rezystorowy.
Dla idealnego WO (bardzo duże wzmocnienie otwarte, prąd wejściowy pomijalny) sprzężenie zwrotne wymusza, że napięcia na wejściach są w przybliżeniu równe (tzw. "wirtualne zwarcie"): napięcie na wejściu (−) ustala się na poziomie napięcia wejściowego.
W takim układzie wzmocnienie napięciowe wynika bezpośrednio z dzielnika w pętli sprzężenia i ma postać:
Av = 1 + R2/R1
gdzie R2 to rezystor w gałęzi sprzężenia z wyjścia do wejścia (−), a R1 to rezystor z wejścia (−) do masy (lub punktu odniesienia). Podstawiamy dane:
Obliczenie:
- R2/R1 = 10 kΩ / 1 kΩ = 10
- Av = 1 + 10 = 11
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 10 – to typowy błąd polegający na pominięciu składnika "+1". Taki wynik odpowiadałby wzorowi Av = R2/R1, który nie jest poprawny dla konfiguracji nieodwracającej.
- 0,1 – to zwykle skutek odwrócenia ilorazu (R1/R2 zamiast R2/R1) albo błędu skali przy dzieleniu wartości w kΩ.
- 1 – oznaczałoby brak wzmocnienia (wtórnik napięciowy). Wtórnik jest szczególnym przypadkiem nieodwracającym, ale wtedy R2 = 0 (zwarcie) i/lub R1 → ∞, a nie R2 = 10 kΩ i R1 = 1 kΩ.
W praktyce należy też pamiętać, że rzeczywisty WO ma ograniczenia (pasmo, nasycenie, slew rate), jednak w typowych zadaniach egzaminacyjnych wzmocnienie DC liczymy ze wzoru idealnego, tak jak powyżej.
