¿Por qué tiene un feedback negativo el amplificador de audio?

Por lo general, los OpAmps tienen una ganancia muy grande, generalmente decenas de miles.

Entonces, toma la configuración que sugieres:

Enestecaso,estamosusandolagananciabásicadelamplificador:

Vout=gananciax(Vp-Vn)

Entonces,unadiferenciadevoltajemuypequeñaenlasentradasapareceráenlasalidamultiplicadapor100,000.¡Unapequeñaseñaldeentradade1mVpicoapicosaldráa100Vpicoapico!Bueno,estoesimposibleylasalidasimplementeseengancharáenlosrielesdevoltaje(elvoltajenoexcederáelsuministrodevoltajedelosamplificadoresoperacionales).Estosonaráhorriblesisetratadeunamplificadordeaudio.

Ahoraveamosotroejemplo:

En este caso tenemos la máxima retroalimentación negativa. ¿Que pasa ahora? Imagina que comenzamos con la señal de entrada en 0v, y la salida en 0v también. Cuando la señal de entrada aumenta 1 mV, el OpAmp desea aumentar su salida a 100v. Así que la salida comienza a subir rápidamente. ¡Pero la salida está conectada a la entrada negativa! Entonces, tan pronto como la salida alcanza 1 mV, las dos entradas están en el mismo voltaje, y la OpAmp está feliz. La tensión de salida deja de subir. En esta situación, la salida siempre coincidirá con la entrada. Esto se conoce como un seguidor de voltaje.

Ahora para un amplificador real:

En este circuito he creado un divisor potencial entre la salida y la entrada negativa. El voltaje en la entrada negativa siempre será la mitad del voltaje en la salida. Así que ahora, cuando la entrada positiva aumenta a 1 mV, la salida de la OpAmp tendrá que aumentar a 2 mV antes de que las dos entradas estén al mismo voltaje. Esta configuración es un amplificador con una ganancia de 2, porque la salida siempre será el doble del voltaje de entrada.

Es un amplificador de audio de 10 vatios, no un amplificador operacional. Se requiere una retroalimentación negativa para establecer la ganancia en un valor fijo conocido.

"Fundamentalmente, todos los dispositivos electrónicos (por ejemplo, tubos de vacío, transistores bipolares, transistores MOS) muestran algún comportamiento no lineal. La realimentación negativa corrige esto al cambiar la ganancia no utilizada por una mayor linealidad (menor distorsión). Un amplificador con un circuito abierto demasiado grande. la ganancia, posiblemente en un rango de frecuencia específico, producirá adicionalmente una señal de realimentación demasiado grande en ese mismo rango. Esta señal de realimentación, cuando se resta de la entrada original, actuará para reducir la entrada original, también por una cantidad "demasiado grande". Esta entrada "demasiado pequeña" será amplificada nuevamente por la ganancia de bucle abierto "demasiado grande", creando una señal que es "correcta". El resultado neto es un aplanamiento de la ganancia del amplificador en todas las frecuencias (desensibilización). "

Primero echemos un vistazo a la retroalimentación: es parte de la salida que el sistema tiene en cuenta al determinar la próxima salida. Desde el punto de vista de los sistemas se vería algo así:

Entonces,digamosquenuestroamplificadorestátratandodemultiplicarlaseñaldeentradaXporunfactorde,porejemplo,10.Demaneraideal,intentaríaestablecerY=10X.Elsistematendráuncomponentequeamplificalaseñalyuncomponentequetieneencuentalaretroalimentación.

Encasodequelaretroalimentaciónseapositiva,tendremosuna"fuerza" de amplificación que intentará aumentar la señal de salida y la "fuerza" de retroalimentación que nuevamente intentará amplificar la señal. El resultado de esto es que obtendremos una señal que tiende a ir al infinito (o en nuestro ejemplo práctico a un valor tan alto como el amplificador puede emitir). Incluso si anulamos la señal de entrada, la retroalimentación positiva resultará en un aumento de la señal de salida.

En caso de retroalimentación negativa, tendremos una "fuerza" de amplificación que intentará amplificar la señal y la "fuerza" de retroalimentación que intentará atenuar la señal de salida. La ganancia de todo el sistema se establecería en el punto en el que se cancelan. De esta manera, cuando no hay señal de entrada, la retroalimentación terminará la señal de salida.