¿Qué significa que los amplificadores sean estables solo hasta la ganancia N, donde N unidad?

Para ampliar mi comentario, están hablando de ganancia de bucle cerrado.

Si un amplificador operacional no es unidad, la ganancia es estable, tiene que ser estable en algunas condiciones, o ¿para qué sirve?

Entonces, si dicen que el amplificador operacional es "estable de ganancia de 3", le están diciendo, este amplificador operacional no es la ganancia de unidad estable, y la ganancia mínima donde está estable es 3.

No soy un experto en esto, todavía estoy aprendiendo, pero en mi búsqueda de una comprensión intuitiva de los amplificadores operacionales, me ha resultado muy útil pensar en la ganancia de bucle cerrado como porcentaje de retroalimentación.

La ganancia de unidad es 100% de retroalimentación. En otras palabras, si la salida está desactivada en 10 mV, la señal de error devuelta a la entrada inversora es 10 mV; 100% del error.

Si el amplificador operacional se configura con una ganancia de 10, digamos con una resistencia de 10k y 1k, entonces la retroalimentación es solo del 10%. Un error de 10mV solo aplicará 1mV a la entrada de inversión.

No estoy seguro de lo preciso que es, pero creo que los amplificadores operacionales son "retorcidos", lo que significa que para una entrada pequeña quiere producir una gran salida (como una reacción exagerada en la caracterización de contracción). En consecuencia, son más estables cuando "diluyes" los comentarios que les das. Y es probable que el amplificador operacional no esté contento si quiere darle un gran aporte y esperar que realice un ajuste de adolescentes en su producción, incluso si eso cumple con la regla de "hacer que sus entradas sean iguales" que un opperam ideal.

Sin embargo, el aumento de la ganancia de bucle cerrado (reduciendo el porcentaje de realimentación) reduce el ancho de banda del amplificador operacional, una década para cada orden de magnitud de la ganancia de bucle cerrado, por lo que debe alcanzarse un equilibrio. Por ejemplo, un amplificador operacional de 10MHz se reduciría a 1MHz con una retroalimentación del 10% (ganancia de bucle cerrado de 10).

Como lo entiendo, todos los amplificadores operacionales son inherentemente inestables. La única pregunta es si deja que el fabricante lo compense por usted o si desea hacerlo usted mismo. Los op-amps estables de ganancia de unidad son compensados por el fabricante. Esto hace que sean fáciles de implementar en muchos circuitos, ya que el diseñador no necesita agregar circuitos de compensación. Sin embargo, sí cierra la posibilidad de elegir una red de compensación (circuito) tal vez más adecuada para la aplicación específica. Así que es una elección de diseño.

Lo único que importa es el LOOP GAIN Ao * B. Esa es la ganancia alrededor del bucle completo que consiste en un dispositivo activo (ganancia Ao) y un circuito de realimentación (factor B). El criterio de estabilidad clásico se aplica a esta ganancia de bucle y requerimos que ya sea (a) la fase de la ganancia de bucle ya esté más allá de -360 grados si la magnitud de ganancia de bucle alcanza 0 dB o (b ) la magnitud de ganancia del bucle es menor que 0 dB a esa frecuencia en la que la fase de ganancia del bucle está cruzando la línea de -360 grados (0 grados). Tenga en cuenta que los -360 grados mencionados contienen la inversión de fase de -180 grados introducida por el terminal opamp inversor para retroalimentación negativa.

Ahora, debido a que una ganancia de bucle cerrado más grande requiere un factor de retroalimentación B más pequeño (si se compara con la ganancia unitaria), la ganancia de bucle correspondiente Ao * B es más pequeña. De acuerdo con la teoría de la retroalimentación, una menor retroalimentación da menos ancho de banda, lo que significa que el cambio de fase introducido por el opamp también es menor. Por lo tanto, la estabilidad mejora en cualquier caso; sin embargo, en algunos casos es incluso necesario usar menos retroalimentación (mayor ganancia en bucle cerrado) porque una mayor retroalimentación conduce a la inestabilidad (violación del criterio de estabilidad anterior).