¿Realmente necesito la impedancia de salida de bucle abierto de un amplificador operacional?

La impedancia de salida de bucle abierto de un opamp rara vez, si alguna vez se especifica. Sin embargo, la capacidad máxima de fuente y sumidero de corriente generalmente es.

Por lo tanto, debe ir con la hoja de datos y considerar la salida de opamp como una fuente actual dentro de la capacidad de corriente máxima especificada. Por lo tanto, su impedancia debe considerarse infinita, ya que es la impedancia de una fuente de corriente perfecta.

En realidad, la impedancia no será infinita, pero no sabes lo que será. Los opamps de salida de CMOS probablemente se vean más resistentes, pero el modelo de fuente actual puede estar más cerca de los opamps de salida bipolar.

En cualquier caso, no intentes leer en la hoja de datos lo que no dice. Sólo tienes garantizado lo que garantiza. Asuma el modelo de fuente actual al diseñar el circuito, y todo debería funcionar. Si diseña el circuito correcto, la impedancia de salida de bucle abierto será irrelevante de todos modos. En el caso de bucle cerrado, la impedancia de salida, como la ganancia, se regirá por la retroalimentación.

La suposición habitual es que es menos de 100 ohmios para los amplificadores operacionales normales (no de muy baja potencia) y, a menudo, mucho peor que los amplificadores operacionales de muy baja potencia. Es posible que pueda encontrar una estimación del valor nominal mediante la ingeniería inversa del modelo SPICE (aunque el artículo a continuación vinculado de AD indica que el modelado de Ro puede ser bastante impreciso).

Es un número importante (especialmente el límite superior de la resistencia de salida en bucle abierto) si anticipa una carga capacitiva sustancial del amplificador operacional y desea evaluar la estabilidad, pero desafortunadamente, en general no está directamente garantizado. Normalmente encontrará alguna garantía de estabilidad (como el margen de fase) con una carga capacitiva determinada en la hoja de datos. A partir de eso, podría trabajar hacia atrás hasta un límite en la resistencia de salida.

Como dice Olin, es una mala ingeniería depender de parámetros que no están directa o indirectamente garantizados en la hoja de datos, por lo que es mejor aislar esa carga capacitiva o hacer que el circuito sea relativamente insensible a la resistencia de salida, por lo que incluso si resulta ser relativamente alto su circuito seguirá funcionando a las especificaciones.

Edita, vuelve a editar:

La resistencia de salida en bucle abierto puede afectar la estabilidad del circuito, especialmente con la carga capacitiva, porque pone otro polo en la ruta de retroalimentación. Si esto es una consideración, debe tener alguna idea de qué es esa resistencia, aunque no se especifique directamente en la hoja de datos, por lo que es una buena idea tener una idea aproximada de lo que es nominal y Los límites son, de lo contrario, solo estás adivinando que será estable. En el caso en el que se usa una resistencia y una retroalimentación de CA para estabilizar el circuito ( llamado en bucle compensación ), todavía debe tener alguna base para elegir el valor de esa resistencia. ¿Está bien 50 \ $ \ Omega \ $, o debe ser 1000 \ $ \ Omega \ $?

Aparte de las consideraciones de estabilidad, normalmente no necesitamos pensar demasiado en la resistencia de salida de bucle abierto del amplificador operacional; se reduce efectivamente por la ganancia, por lo que tiende a ser insignificante si la ganancia del amplificador es alta En comparación con la precisión requerida.

Como dice Olin, la impedancia de salida de bucle abierto (\ $ Z_o \ $) rara vez se especifica. Es porque no es solo una resistencia constante, sino también una función de la frecuencia y la temperatura, y tampoco es realmente lineal. Como dice Spehro, no hay mucho cuidado, a excepción de la estabilidad o la capacidad de conducción. Pero como parece que usted está tratando de controlar un FET con un LM324, probablemente le interesará mucho.

Aunque \ $ Z_o \ $ rara vez se da, la impedancia de salida de bucle cerrado (\ $ Z _ {\ text {oCL}} \ $) es mucho más común. Con \ $ Z _ {\ text {oCL}} \ $ y la ganancia del amplificador (\ $ A_v \ $), se puede calcular \ $ Z_o \ $. Por lo general, se proporciona una curva de ganancia unitaria y, a partir de la ecuación de retroalimentación clásica de Negro, \ $ Z_o \ $ se puede calcular de la siguiente manera:

\ $ Z_o \ $ = \ $ \ left (A_v + 1 \ right) Z _ {\ text {oCL}} \ $

El LM324 está en la misma familia que el LM611 , que muestra una curva de \ $ Z _ {\ text {oCL}} \ $. Ahora, la etapa de salida del LM611 se mejoró con respecto al LM324 para reducir la distorsión de cruce, por lo que \ $ Z_o \ $ será un poco mejor pero similar al LM324.

Primero,puedeverquelaimpedanciadesalidadeestafamiliadeOpAmpsesalta.UnavezfueradelanchodebandadegananciadelOpAmp,\$Z_o\$y\$Z_{\text{oCL}}\$sevuelveniguales.Entonces,paraLM324,LM611\$Z_o\$es~1KOhm.Peronoesrealmenteresistivo.Dehecho,soloresistivaentre300Hzy10KHz.Entre10KHzy300KHz\$Z_o\$parecevolverseinductivo(enrealidadsolohayalgodenolinealidadquelohaceparecerinductivo).Esposiblecalcular\$Z_o\$apartirdeestacurvapara\$Z_{\text{oCL}}\$.

Unacurvacomolade\$Z_{\text{oCL}}\$sueleserlamejorinformaciónqueobtendrádeunahojadedatos.

Tambiénrelevanteaquípodríaser" Problema de estabilidad en la ganancia de unidad OpAmp ".