Efecto de carga de resistencia al invertir el amplificador operacional

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Hace un tiempo estaba leyendo algunas notas y estoy luchando conceptualmente con la filosofía del amplificador operacional ideal. Esto comenzó cuando miré la figura superior a continuación, la resolví originalmente usando técnicas de divisor de voltaje básico / técnicas equivalentes a Thevenin. Pero cuando observé cómo mi profesor resolvió el problema, utilizó el hecho de que el terreno virtual en el terminal inversor significa que R3 es || con R2. De nuevo, esto tenía sentido para mí, pero quería ver algunos otros problemas para entender este resultado que conduce a los problemas del medio y del fondo. Quería saber por qué la resistencia de carga en el amplificador operacional en el problema del medio no es lo mismo que un cortocircuito en el terreno virtual, algo así como lo hicimos en el problema principal. Además, ¿por qué la técnica de los profesores en la primera funciona mientras que no funciona en la parte media / inferior?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

simular este circuito

    
pregunta Mathephysicist

2 respuestas

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Para calcular el voltaje y la corriente de R3 (del segundo circuito) se podría decir que está virtualmente en paralelo con R2. Pero ahí es donde termina la similitud.

Una parte importante del análisis de un circuito de amplificador operacional es usar la corriente de realimentación que fluye hacia (o desde) la posición del pin de entrada para determinar la operación del circuito. En esta configuración negativa del amplificador, la corriente de realimentación es igual y opuesta a la corriente de entrada, esto mantiene el pin de entrada en una tierra virtual (igual al pin de entrada +).

En el segundo circuito, la resistencia de carga está "cortocircuitada" a la tierra real, por lo que la corriente a través de esa resistencia no afecta en absoluto a la sección de realimentación.

En el primer circuito R2, el cortocircuito a tierra afecta la corriente de realimentación.

Entonces, su progresión desde el primer circuito al segundo, luego el tercero no sigue la idea correcta en términos de la corriente de realimentación, por lo que cada circuito funcionará de manera diferente.

    
respondido por el Nedd
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Una de las propiedades de un amplificador operacional ideal es que puede impulsar cualquier carga . En otras palabras, el amplificador operacional ideal suministrará la corriente de salida necesaria para lograr la tensión de salida establecida por la entrada y la red de realimentación.

Considere el circuito intermedio con y sin resistencia de carga. Sin un resistor de carga (es decir, \ $ R _ {\ text {L}} \ a \ infty \ $) claramente hay solo una ruta para que la corriente de salida fluya hacia el resistor de realimentación, y esta corriente también fluye completamente hacia el Resistencia de entrada ya que no fluye corriente en las entradas de un amplificador operacional ideal. Esto establece la relación entre los voltajes de entrada y salida para el amplificador inversor. Agregar una resistencia de carga finita no afecta a la red de realimentación ni a la relación entre entrada y salida, solo significa que el amplificador operacional necesita suministrar más corriente de salida (la corriente habitual en la red de realimentación, así como la corriente en la red de retroalimentación). resistencia de carga para satisfacer la ley de Ohm). Como un amplificador operacional ideal puede generar cualquier corriente necesaria, la resistencia de carga no afecta la función de transferencia.

En el primer y tercer circuito hay resistencias agregadas a la red de retroalimentación. La retroalimentación se cambia por lo que se cambia la función de transferencia. El primer circuito agrega \ $ R_2 \ $, que desvía la corriente de la ruta normal de entrada a salida. El tercer circuito agrega una segunda ruta para que la corriente de salida fluya a la entrada del amplificador operacional, pero esta segunda corriente también fluye a través del resistor de entrada \ $ R_4 \ $, por lo que se cambia la función de transferencia. La corriente de salida adicional que fluye hacia la resistencia de carga en el segundo circuito no fluye realmente a través de la resistencia de entrada.

Agregar una resistencia de carga no afecta la corriente que fluye a través del nodo en la entrada de inversión del amplificador operacional. La adición de resistencias a la red de retroalimentación lo hace, y es por eso que la función de transferencia se ve afectada. El tratamiento de \ $ R_2 \ $ y \ $ R_3 \ $ en paralelo en el primer circuito es una forma conveniente de calcular la corriente que fluye a través de las resistencias, pero en realidad no están en paralelo.

    
respondido por el Null

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