agregando sesgo dc a mi señal

Analice el circuito con el condensador C6 abierto (análisis de CC) y verá que es un búfer de ganancia unitaria conectado a la unión de R10 / R11.

Entonces, si ambos son valores R, el voltaje en la entrada no inversora será de 10 V con S1 cerrado, y el voltaje en la salida también será de + 10 V, idealmente.

En la medida en que el circuito sea lineal (una aproximación bastante buena hasta que el amplificador operacional se sature), la salida será la suma de los +10 V y la entrada acoplada de CA a través de C6. La ganancia de este último nodo (lado derecho de C6) es -1, por supuesto.

Nota: desde el lado izquierdo de C6 puede tener una ganancia de casi -1 o no, porque no sabemos qué frecuencia es la entrada de onda sinusoidal de CA ni el valor de C6 . Si C6 es muy grande, la ganancia será cercana a -1. Si la reactancia de C6 (que es \ $ \ frac {1} {\ omega C_6} \ $) comienza a ser comparable a la resistencia de R9, la ganancia se reducirá en magnitud y la fase liderará la entrada cada vez más. Hasta que, en frecuencias muy bajas, casi no haya voltaje de CA en la salida y un cambio de fase de + \ $ \ pi / 2 \ $.

Suponiendo que el interruptor S1 está cerrado: $$ V_a = 10 V = V_b $$ Supongamos que se aplica una tensión de CA, V (t) a través del condensador ahora.

En el nodo b, podemos aplicar la ley actual de Kirchoff. Idealmente, la corriente que va al op-amp desde el nodo b = 0 amperios. Por lo tanto:

$$ (V (t) -V_b) / R = (V_b-V_o) / R $$ $$ es decir, V_o = - V (t) + 2V_b $$ $$ = -V (t) + 20 $$ 20V es el sesgo de DC obtenido aquí.

Por lo tanto, este circuito agrega un sesgo de DC de $$ V_ {offset} = V_a (1 + R_ {12} / R_9) $$

Este circuito hace tres cosas:

1. Invierte la señal de entrada de CA que llega a través de C6.

2. Amplifica la señal de CA. El factor de amplificación es R12 / R9.

3. Opcionalmente, agrega una polarización de CC a la señal amplificada, dependiendo del interruptor S1.

El factor de amplificación es

En tu figura, supone un amplificador operacional ideal. Por lo tanto, la tensión \ $ v_n \ $ en la entrada no inversora del amplificador operacional viene dada por la ecuación (1):

$$ v_n = \ frac {R11 \, V_ {CC}} {R10 + R11} \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (1) $$

Usando el análisis nodal, determine el voltaje \ $ v_i \ $ en la entrada de inversión del amplificador operacional:

$$ \ frac {v_ {i} -v_ {en}} {R9} + \ frac {v_ {i} -v_ {o}} {R12} = 0 \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (2) \\ [0.2in] \flecha correcta v_ {i} = \ frac {R12 \, v_ {en} + R9 \, v_ {o}} {R9 + R12} \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (3) $$

donde

vin := The voltage at the C6, R9 node.
vo  := The op amp's output voltage

Usando las ecuaciones (1) y (3), y la ecuación de ganancia de voltaje en bucle abierto del amplificador operacional (4), resuelva para el voltaje de salida del amperio operacional \ $ v_ {o} \ $:

$$ A_ {V} = \ frac {v_ {o}} {v_ {n} -v_ {i}} \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (4) \\ [0.2in] \flecha correcta v_ {o} = \ left (\ frac {R11 \, V_ {CC}} {R10 + R11} - \ frac {R12 \, v_ {in}} {R9 + R12} \ right) \ left (\ frac { A_ {V} \, (R9 + R12)} {A_ {V} \, R9 + R9 + R12} \ derecha) \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (5) $$

Los amplificadores operacionales normalmente tienen una ganancia de voltaje de bucle abierto muy grande \ $ A_ {V} \ $; por lo tanto, tomando el límite de la ecuación (5) como la ganancia de voltaje de bucle abierto \ $ A_ {V} \ $ tiende a infinito, se obtiene el modelo simplificado para el voltaje de salida del amplificador operacional \ $ v_ {o} \ $ que se muestra en las ecuaciones (6 ) y (7):

$$ v_ {o} \ approx \ lim_ {A_ {V} \ rightarrow + \ infty} v_ {o} (A_ {V}) = \ left (\ frac {R11 \, V_ {CC}} {R10 + R11} \ - \ frac {R12 \, v_ {in}} {R9 + R12} \ right) \ left (\ frac {R9 + R12} {R9} \ right) \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (6) \\ [0.2in] \flecha correcta v_ {o} \ approx \ left (\ frac {R11} {R10 + R11} \ right) \ left (\ frac {R9 + R12} {R9} \ right) V_ {CC} - \ frac {R12} {R9 } \, v_ {in} \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (7) $$

El término de la izquierda en el lado derecho de la ecuación (7) es el desplazamiento de voltaje que se agrega a la señal amplificada \ $ v_ {in} \ $.

El término negativo de "ganancia de voltaje" \ $ - R12 \, V_ {in} / R9 \ $ en el lado derecho de la ecuación (7) significa que este es un amplificador inversor: el voltaje de la señal de salida cambia de fase 180 grados en comparación con el voltaje de la señal de entrada, es decir, cuando \ $ v_ {in} \ $ aumenta, \ $ v_ {o} \ $ disminuye, y viceversa.