Usando una plataforma con ganancia fraccional con un suministro menor que la señal de entrada

El amplificador operacional tendrá una especificación de rango de entrada de modo común. Esto significa que hay un rango de voltaje relativo a los rieles de suministro en los que necesita mantener las entradas para que el amplificador operacional funcione correctamente. Por ejemplo, con LM324 puede llevar la entrada al riel negativo pero no dentro de 1.5 V del riel positivo. Si usa una configuración de amplificador inversor, entonces la entrada inversora del amplificador operacional es una tierra virtual, por lo que es posible que tenga 0 V en ambas entradas, incluso con una señal de 15 V. Una configuración de no inversión en la que aplique la señal directamente a la entrada de no inversión no funcionará.

Figura1.Amplificadoresinvertidosynoinversores. Todo sobre circuitos .

La ganancia del amplificador de inversión viene dada por \ $ A = - \ frac {R_2} {R_1} \ $ y la entrada de inversión se encuentra en una base virtual, por lo que estar bien.

Puede ver que el amplificador no inversor tiene su V _en conectado directamente a la entrada, por lo que no se puede alimentar directamente. En su lugar, utilizaría un divisor de potencial en la entrada para reducir el voltaje dentro del voltaje de modo común para el amplificador operacional. La ganancia viene dada por \ $ A = \ left (1 + \ frac {R2} {R1} \ right) \ $ y si establece R1 en infinito (abrir circuito) la ganancia será 1.

Si los pines de entrada del amplificador operacional no exceden las especificaciones del modo común o las especificaciones máximas (por ejemplo, Vdd-1V, 0V o lo que sea), no hay peligro. Agregar diodos de protección (si no confía plenamente en la protección de la almohadilla del amplificador operacional) y usar resistencias lo suficientemente altas puede asegurarse de esto.

Sin embargo, no entiendo realmente por qué las personas usan OP-Amps con ganancias fraccionarias. En realidad, es más preciso y menos ruidoso usar simplemente un divisor de voltaje resistivo.

La etapa de entrada de un simple OP-Amp bipolar se ve así:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si su V + es + 5V y su señal de entrada es > 5.7V, el diodo colector del transistor de entrada se vuelve conductor en su dirección hacia adelante (el reverso del transistor). La etapa de entrada no puede operar de la manera deseada.

Si su V- es -5V y su señal de entrada es < -4.3V, el transistor de entrada nunca conducirá. La entrada está en los rieles. Si su señal de entrada es aproximadamente 5 V más baja que el riel V, el diodo emisor se abrirá paso y el transistor está tostado.

Yo sugeriría un divisor de voltaje para hacer que el voltaje descienda a los rieles de la fuente de alimentación y coloque la salida V-div resultante a través de un búfer opamp de ganancia unitaria. Eso le da una señal de impedancia de fuente baja para cualquier condición adicional que desee hacer.