Estabilización del voltaje del amplificador operacional

  

Me pregunto cómo un amplificador operacional estabiliza el voltaje. Lo es   por retroalimentación negativa, si es así, entonces, ¿cómo?

Dada toda la pregunta, supongo que te refieres a "¿cómo un amplificador operacional produce un voltaje estable en su salida (cuando teóricamente tiene una ganancia infinita)"?

Si esta no es la interpretación correcta, hágamelo saber.

De todos modos, para responder a lo que es ostensiblemente una pregunta que puede ser un producto de mi imaginación, debes considerar cómo funciona un sistema de control (porque un amplificador operacional con retroalimentación negativa ES un sistema de control).

Un sistema de control (que usa retroalimentación) tiene una entrada y una salida. La entrada es la demanda (es decir, cómo desea que sea la salida) y la salida es lo que desea. Generalmente, hay un mecanismo de retroalimentación (medición de la salida) que permite que el sistema de control ajuste las cosas para obtener exactamente en la salida lo que la demanda está solicitando.

Ese sistema de retroalimentación se llama retroalimentación negativa y aquí hay una buena imagen que explica lo que quiero decir: -

Elcontrolador(mostradoarriba)tomalaentradadedemandaylaretroalimentacióndemediciónyrestaunadelaotra.Sielresultadoescero,entonceslasalidaeslaesperada.Sinembargo,sisurgeunaperturbaciónquemodificalasalida,elcontroladoryanoproduceunasalidadecero.Estasalidanonulaimpulsaelprocesohastaqueestécomodeberíayel"error" se minimice.

A veces, la señal de "error" del controlador no es suficiente para volver a alinear la salida con la demanda (punto de ajuste) y este error tiene que ser "ajustado", generalmente agregando ganancia y algunas veces esa cantidad de ganancia es muy grande.

Un amplificador operacional es la parte roja del proceso anterior: -

Haydosentradasylasalidaesel"proceso" (la producción del voltaje correcto). Tiene mucha ganancia y una retroalimentación negativa significa que puede controlar con precisión su salida (a pesar de las diversas perturbaciones del ruido del riel eléctrico y la fluctuación del valor promedio, el cambio de los valores de carga y las variaciones de temperatura). Aquí hay un sistema de control de amplificador operacional simple: -

enlace

Vin + es la demanda y Vo es la salida. La salida se mide en Vin- y si la salida está cerca de la demanda (punto de ajuste, Vin +), el error es muy pequeño. Este pequeño error se amplifica sustancialmente dentro del amplificador operacional para corregir la salida para que se acerque un poco más a la demanda. En última instancia, siempre habrá un pequeño error porque no puedes tener una ganancia infinita, pero así es como la retroalimentación negativa y el amplificador operacional funcionan en su nivel más básico.

Aquí, he modificado ligeramente el circuito del amplificador operacional agregando dos resistencias: -

Si la salida del amplificador operacional se reduce en 2: 1, debido a que el error tiene que ser muy cercano a cero, el voltaje de salida ahora es el doble de lo que era antes.