¿Qué hacen los rieles en movimiento (cambio de voltaje en los rieles) a un opamp?

En teoría, el OpAmp debería funcionar bien sin importar lo que haga el suministro.

A medida que abandonamos el modelo teórico de un OpAmp (recuerde que ni siquiera hay pines de suministro en el símbolo básico, solo IN +, IN- y OUT), debemos considerar cada vez más los detalles que trae el circuito real.

Porsupuesto,muchosseránobviosparati,peroconfíaenmí:coneltiempollegaremosaunarespuesta.

Primero,lasalidanuncapuedeexcederelvoltajesuministradoalAmp.

Luego,elrendimientoempeoracuandolasalidaestáintentandoempujarotirardelvoltajecercadelosrieles.Porsupuesto,estodependeráengranmedidadeldiseñodelOpAmp,ylosamplificadoresRail-to-Railprometenproporcionarletodalatensióndisponibleenlasalida.

MientrasobservemosunOpAmpsuministradoporCC,cualquierseñaldentrodelaespecificacióndelamáximaoscilacióndesalidafuncionará,yustedpuedesuministrarelOpAmpconcualquiervoltajepositivoynegativopermitidoporlahojadedatos(conrespectoaentresíyatierra,perotengaencuentaqueelOpAmpnotieneformadesaberdóndeestárealmenteelsuelo;elsuministrode+3Vy-7Vnoesningúnproblema,ysuamplificadorintentaráseguirfuncionandodentrodeesterangode10V).

Lasfuentesdecorrienteinternas,lasetapasdiferencialesyloscontroladoresdesalidaestándiseñadosdetalmaneraqueelOpAmpcancelacualquiervariaciónenlosrielesdesuministrotanrápidocomoseaposible.

Solosilasvariacionesenlosrielesdesuministrocambianlosuficientementerápido,comenzaráanotarunefecto.Porlogeneral,estoseestableceentre100Hzy10kHz.

Ylamejorparte:seespecificaenlahojadedatos;busquePSRR(relaciónderechazodelafuentedealimentación).

Elvalorsuelesermuyaltoparafrecuenciasdebajaabaja(60...120dB)ycomienzaadegradarseconloquepareceserunacaracterísticasimpledepasobajoporencimadeciertopunto.Tengaencuentaqueestamoshablandoderechazo,porloqueenrealidadesunpasoaltoapesardequelapendientedisminuyeeneldiagrama:

Tengaencuentaqueeltextodelaimagendice:±15V:¿quésehacerealmenteconlospinesdesuministrodelOpAmp?

Aligualqueconcualquierbuenaespecificacióndehojadedatos,tambiénhayuncircuitodepruebaqueleindicacómosemide:

Estotambiénexplicaporquéhaydoslíneaseneldiagrama(-PSRy+PSR).LasfuentesdecorrienteinternasdelOpAmp,porejemplo,avecesalimentansuscargasdesdeelsuministropositivo,avecesalsuministronegativo,yeldiseñointernonoesabsolutamentesimétrico.

Tomeelbuenol'741comoejemplo:

Sololaetapadesalidaaladerechaessimétrica,todolodemásnoloes.Laspartesmásavanzadasseguiránesteprincipiobásicoenciertamedida.

Enpocaspalabras:paraCCyfrecuenciasbajas,mirelasespecificacionesdeCC(rielariel,¿conquélimitacionesparagananciaydistorsión?).Parafrecuenciasmásaltas,mireelPSRR.Siaplicaunpasoalafuentedealimentación,tieneunamezcla,porqueunpasosecomponedeunapartedealtafrecuenciaademásdelsaltoobviodeunniveldeCCaotroniveldeCC,loqueresultaenunaperturbaciónenlasalidacausadaporcualquiernivelsuperior.-frecuenciapartedelpasoquenopuedeserrechazadaporelOpAmp.

Loquenohecubiertoaquísepuedeencontraren tutorial de Analog Devices. MT-043 . Aquí es también de donde tomé las imágenes (excepto por el circuito 741).

Sí, hay efectos de AC. La hoja de datos del amplificador operacional debe especificar una Relación de rechazo de la fuente de alimentación que le ofrezca el efecto máximo que un cambio en la fuente de alimentación tendrá en la salida. Es una cifra bastante alta, incluso el antiguo 741 tiene una figura típica en el rango de 90dB, pero puede ser significativo si el cambio en la salida produce más cambios en el voltaje de la fuente de alimentación y, por lo tanto, crea un bucle de retroalimentación que podría provocar oscilaciones. / p>

Obviamente, como te das cuenta, esto es además de cualquier efecto directo, como confiar en la operación de entradas y salidas de riel a riel.

Hay una respuesta aceptada, pero quería mencionar un ejemplo específico: amplificadores de potencia de audio.

Por lo general, se alimentan de rieles no regulados. Espere una fluctuación de varios voltios a la frecuencia de la red de CA rectificada, a menudo más dependiendo de las demandas actuales. Cuando los diodos rectificadores no están conduciendo, que es la mayor parte del tiempo, la tensión de alimentación está disminuyendo de acuerdo con la corriente de salida dividida por el valor del capacitor de alimentación grande.

Además, el voltaje del riel variará dependiendo de la amplitud de la señal. Cuando escuche, las partes más altas consumirán más corriente y disminuirán el voltaje del riel. Las partes silenciosas no lo harán. Por lo tanto, el voltaje del riel se desvía en la región de 0.1-2 Hz además de la frecuencia de red rectificada.

Estos amplificadores se implementan generalmente como opamps discretos, lo que permite varios trucos para aumentar el PSRR. Un opamp discreto tiene un terminal GND, por lo que los nodos internos más sensibles a la fuente de alimentación se pueden derivar a tierra por medio de un condensador barato. El condensador de compensación es una fuente importante de PSRR defectuoso en las operaciones, ya que debe ser referenciado a uno de los suministros. En un opamp discreto, esto puede ser mitigado.

El resultado es que puede obtener una gran ondulación en los rieles sin ningún problema. De hecho, los amplificadores de potencia con rieles regulados son muy exóticos, solo se encuentran en equipos de audiófilos megabuck y, de manera realista, una pérdida de dinero.

Así que aquí hay un ejemplo de la vida real;)

  

¿Qué sucede con la señal si los rieles se están moviendo? (digamos que se mueve lentamente, como menos de 5Hz, tal vez un cambio de 1V de vez en cuando) ¿Es más que solo recortar en diferentes niveles?

LF PSRR es enorme, por lo que no pasa nada.

Los opamps tienen PSRR de bajo HF y, por lo tanto, no les gusta el desacoplamiento defectuoso que crea el timbre de HF en los suministros u otras fuentes de ruido de HF, como los reguladores de conmutación mal filtrados. La variación de la tensión de alimentación de LF no debería importar en absoluto. Quizás el voltaje de compensación podría desviarse debido a los efectos térmicos, pero esto debería ser pequeño.