Este problema del amplificador operacional me ha estado dando problemas. Veo dos circuitos de inversión de amplificador operacional que estoy seguro de que debería poder usar para simplificar este problema, pero esa resistencia de 10k en la parte superior dificulta el análisis. Dado que esa resistencia está ahí, ¿no cambia la salida del primer op-amp?
¿Cómo enfoco esto?
Porque los amplificadores operacionales son ideales.
KCL en el nodo 1:
(0-V1) / 10 + (0-Vout1) / 5 + (0-V2) / 10 = 0
< = > -V1 -2Vout1 -V2 = 0 (1)
KCL en el nodo 2:
(0-Vout1) / 5 + (0-V2) / 12 = 0
< = > Vout1 = -5/12 V2 (2)
Sub (2) en (1) tenemos:
-V1 + (5/6) V2 - V2 = 0
= > V1 = -1/6 V2 < = > V2 = -6 V1
Este circuito es un poco complicado porque tiene una respuesta positiva, que domina el comportamiento general. Básicamente es un disparador de Schmitt y, por lo tanto, tiene histéresis.
Los dos amplificadores internos tienen una ganancia de -0.5 y -2.4 que resulta en una ganancia general de 1.2.
Suponiendo que la salida se encuentra en el riel de suministro positivo, este voltaje regresa a la entrada y se amplifica en 1.2. Dado que la salida del opamp no puede exceder la tensión de alimentación, la salida permanecerá constante.
Suponiendo un voltaje de entrada cero para esta condición, la salida del primer indicador estará en -1/2 del voltaje de suministro. Si ahora el voltaje de entrada disminuye, el voltaje en la salida del primer indicador aumentará hasta que se alcance el umbral donde el voltaje de entrada es demasiado alto, de modo que el segundo indicador ya no proporciona el voltaje de suministro en su salida y el circuito cambia.
Actualizar: Otro póster proporcionó una respuesta con una derivación detallada que muestra que el circuito debería tener una ganancia de -6 y algunos otros parecen estar de acuerdo.
Por esta razón, me gustaría señalar dónde está el problema con esa otra derivación. La imagen de abajo muestra una simulación del circuito. La traza verde es la entrada y la línea azul muestra la salida del circuito. Así que claramente, la ganancia no es -6 y se puede ver el comportamiento descrito anteriormente.
Volviendoalarespuestadelotrocartel.Aprimeravista,laderivaciónsevebien.Sinembargo,laderivaciónserealizóbajoelsupuestodequeelcircuitoesestableyque,porestarazón,sepuedesuponerquelatensióndiferencialenlasentradasdelasunidadesópticasescero.Tampocoescierto.Elsistemalinealizadonoesestable,elcircuitodependedelcomportamientonolinealdelopamppararecuperarla"estabilidad".
La traza cian de la simulación muestra el voltaje de entrada del segundo sensor. Se puede ver que, debido al comportamiento no lineal, la diferencia de voltaje en la entrada ya no es cero, lo que viola una suposición hecha en esa derivación.
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