¿Qué es una resistencia de retroalimentación y un condensador? ¿Por qué se utilizan en circuitos amplificadores?
¿Qué es una resistencia de retroalimentación y un condensador? ¿Por qué se utilizan en circuitos amplificadores?
Para comprender por qué son necesarios, primero debe comprender los conceptos básicos de opamp. Hay algunas reglas simplificadas que puede usar para ayudarlo a resolver cualquier circuito operativo:
Si aplica estas dos reglas a su circuito, encontrará que puede utilizar cualquier otro método de análisis de circuitos estándar para resolver sus circuitos.
Resulta que puedes obtener algunas ecuaciones muy básicas para configuraciones específicas, pero todas se derivan del análisis del circuito combinado con las reglas que mencioné.
Si tiene una configuración específica que le cuesta entender cómo funciona, no dude en publicar un esquema y podemos ayudarlo a explicarlo.
La retroalimentación se puede usar en cualquier tipo de circuito amplificador, no solo en circuitos de amplificador operacional. La retroalimentación se puede lograr mediante cualquier componente o red que envíe una parte de la señal de salida a la entrada; Las resistencias, los condensadores y las redes construidas a partir de ellos simplemente son opciones comunes.
La retroalimentación puede ser positiva o negativa. La retroalimentación positiva se agrega a la entrada de tal manera que un aumento en la señal de salida reforzará la señal de entrada, produciendo a su vez aún más salida. La retroalimentación negativa tiene el efecto contrario, tiende a cancelar la entrada y reduce la salida.
La retroalimentación negativa disminuye la ganancia de un amplificador, entonces, ¿de qué sirve? La razón habitual para usar retroalimentación negativa es mejorar la respuesta de frecuencia de un amplificador. Supongamos que, sin la red de realimentación, el amplificador hace un mejor trabajo al amplificar algunas frecuencias que otras. Al agregar retroalimentación negativa, la respuesta más fuerte a estas frecuencias favorecidas da como resultado una retroalimentación más negativa, lo que reduce la salida en esas frecuencias. La ganancia general se reduce, pero la recompensa es que esencialmente nivela la respuesta de frecuencia del amplificador en un amplio rango de frecuencias.
La retroalimentación positiva es menos común, pero tiene usos. La retroalimentación positiva aumenta la ganancia del amplificador, y un viejo diseño de radio (principios del siglo 20) empleó retroalimentación positiva solo para ese propósito. Sin embargo, el problema con la retroalimentación positiva es que cuando la ganancia del amplificador combinada con la pérdida en la red de retroalimentación le da una "ganancia de bucle" de 1 o más, su amplificador se convierte en un oscilador.
La retroalimentación puede existir en un amplificador, ya sea intencional o no. La capacitancia parasitaria puede acoplar las salidas a las entradas, al igual que el acoplamiento magnético. Si sucede que hay una frecuencia en la que estas rutas de retroalimentación no intencionadas pueden dar como resultado una ganancia de bucle superior a 1, un circuito destinado a ser un amplificador puede convertirse rápidamente en un oscilador a esa frecuencia. Es frecuente que se agregue una red de retroalimentación al amplificador solo para contrarrestar los efectos de la retroalimentación parasitaria.
Los resistores y los condensadores se utilizan con circuitos amplificadores para dar forma al ancho de banda de la respuesta para garantizar la estabilidad. La mayoría de los circuitos de amplificadores tienen grandes capacidades de ancho de banda, lo que requiere una limitación externa para garantizar una respuesta predecible.
Teoría de control dicta que un sistema de circuito cerrado (que se puede considerar que es un amplificador con retroalimentación) tener ciertos criterios de ganancia y fase para ser considerados incondicionalmente estables (es decir, nunca oscilar).
Generalmente, en un sistema de retroalimentación negativa, si hay una ganancia positiva sin cambio de fase, se obtiene una respuesta oscilatoria. Esto generalmente es una mala noticia para los circuitos amplificadores.
Tradicionalmente, tanto en los amplificadores de tubo como en los de transistores, se usa retroalimentación negativa para evitar que el amplificador oscile.
De manera similar, una etapa de oscilador se puede construir a partir de un circuito amplificador básico simplemente agregando algo de retroalimentación positiva y teniendo un circuito de salida sintonizado.