Respuesta del integrador Op-amp a la onda cuadrada

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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Me gustaría estudiar la respuesta de frecuencia de este integrador de amplificador operacional a una onda cuadrada. Al establecer una frecuencia de 10 KHz y la amplitud pp del voltaje de entrada a 340 mV, obtengo una onda de salida de triángulo con una amplitud pp de 244 mV. Ahora, de acuerdo con mi previsión, debería tener una salida de 161 mV, de hecho Vout = (- 1 / R1 C1) * integral (vin dt) = - (Vin / (2 f R1 C1)) que es la fórmula integradora para una ola cuadrada. Ya he comprobado este valor al expandir en series de Fourier la onda cuadrada y al realizar la transformación de cada armónico a través de la función de transferencia. El op-amp es TL081. Incluso si no se muestra en el esquema del circuito, el amplificador operacional se alimenta a través de fuentes de +15 y -15 CC.

¿Puede alguien ayudarme? [EDITAR: corrigió el factor extra 2 según lo señalado por Olin Lathrop]

Captura de pantalla del osciloscopio:

    
pregunta gilgamesht

2 respuestas

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No estoy completamente seguro de cómo responder a la pregunta por qué , pero la simulación reproduce el mismo resultado; Primero el panorama general:

Perosihaceszoomhaypequeñospicosderebasamiento...

queenrealidadestánbastantecercadelosmedidos.ElmodeloTL081esdeTI,queenrealidadesmuybásico...sinembargo,predijoqueelrebasamientoesbastantebueno.

Pordesgracia,aunquenoestoycompletamentesegurodequéesloquerealmenteloscausa,graciasaladiscusiónacontinuaciónconelOP,todoslosdedosapuntanalavelocidaddegirodelTL081.Sidesciendolaspendientesdelaondacuadradaen3órdenesdemagnitud(de1nsa1us),lospicosdesalidadesaparecen(ensimulación),perotambiénobtengociertapolarizacióndeCCenlasalida(unavezqueseestabiliza):

Sí,latasadevariacióndelahojadedatosparaTL081es13V/us.Porlotanto,en1ns(primerasimulación),soloseríacapazdecambiarsusalidaen13mV,loquenoessuficienteparareaccionaraunarotacióndeentrada25vecesmayor.Básicamente,lasalidaesempujadabrevemente(haciaarribaohaciaabajo)porlaentradaatravésdelaresistenciaderetroalimentaciónantesdequeopamppuedareaccionarparacorregireso.Enrealidad,casifuncionacomoundobladordevoltajeduranteesospicos.Otraformadeverificarestoesmedirellapsodetiempodelospicos.En[laprimera]simulación,esospicosduran240ns(=4.15MHz),queescomparablealanchodebandade3-4MHzdelTL081(observoque hoja de datos antigua dijo 4MHz pero new one dice 3MHz.)

    
respondido por el Fizz
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No solo tu opamp no tiene potencia, por lo que nada de lo que haga debería ser una sorpresa, sino que tus cálculos tampoco tienen sentido.

Tienes 340 mVpp de onda cuadrada, por lo que 170 mVp. Eso dividido por R1 significa que la corriente es de + o - 170 µA a través del condensador de integración. (170 µA) (50 µs) / (51 nF) = 167 mV, que es la cantidad de carga o descarga del capacitor en cada semiciclo, lo que significa que la salida debe ser de 167 mVpp triángulo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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