A veces me encuentro con diferentes notaciones en amplificadores operacionales. Algunas veces son alimentados por V y tierra, a veces + V y -V. Estoy confundido. ¿El suelo significa menos?
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yaquí:
Opamps necesita ver un voltaje a través de sus terminales de alimentación dentro de un cierto rango. En general, los otros voltajes deben limitarse a este rango, y es posible que deban ser un poco menos que este rango para funcionar correctamente.
De lo contrario, el opamp no tiene idea de lo que crees que es "terreno". Esa es la red que decidiste usar como referencia de 0 V para otras redes. Mientras el opamp vea los potenciales relativos correctos en sus pines, no le importa, de hecho, no puede saber si alguno de ellos está en la superficie, por encima o por debajo de ella.
Los amplificadores operacionales tienen la capacidad de conducir voltajes negativos. Esto permite que la señal de salida sea positiva y negativa (utilizando -V y + V como los voltajes mínimos y máximos respectivamente) en lugar de positivo a tierra. Busque en la hoja de datos de un amplificador operacional para ver los valores de voltaje mínimo y máximo de ese dispositivo en particular. Mientras permanezca en esos límites, V + y -V generalmente pueden tener un valor arbitrario.
Es muy difícil controlar con precisión la salida en los rieles. Con las salidas de transistores bipolares, por ejemplo, solo se puede llegar a una caída de diodo de cualquiera de los rieles. Los amplificadores operacionales, en particular, se usan a menudo en aplicaciones en las que se desea una salida precisa, incluso desde 0 V, o hasta algún valor negativo (piense en el audio o en algunas aplicaciones de sensores). Para lograr esto, necesita tener la fuente de alimentación un poco más grande que el rango de voltaje que desea en la salida o tiene problemas de distorsión donde la salida DEBE ser x pero solo puede llegar a x + 0.7V o algo así, donde x suele ser 0V o la tensión de alimentación positiva.
También hay un problema similar en el que su diseño podría terminar saturando la salida del amplificador operacional. Esto significa que su entrada ha provocado que la salida del amplificador operacional se estrelle contra uno de los rieles de suministro. Esto no daña el amplificador operacional de ninguna manera, pero por lo general toma más tiempo recuperarlo y esto también conduce a la distorsión. Al darle al amplificador operacional una fuente de alimentación que es más grande que el swing de salida que desea, puede ayudar a evitar esto (y, en primer lugar, puede evitarlo con circuitos de sujeción o limitadores en las entradas).
Además, si lo piensa bien, si su circuito está diseñado de modo que desee que la salida de su amplificador operacional sea capaz de girar tanto en positivo como en negativo, el amplificador operacional necesita una fuente de energía que pueda proporcionar esto.
Hay elementos como los amplificadores operacionales de riel a riel que usan varios trucos para obtener (dentro de milivoltios) de los rieles, pero generalmente pagas por eso con mayor distorsión.
En la primera imagen, el OpAmp tiene 5 terminales: entrada inversora, entrada no inversora, salida, V +, V-. En la segunda imagen, el OpAmp tiene solo 3 terminales. Los terminales de alimentación V + y V- no están dibujados. ¿Porqué es eso? Debido a que omitir los pines de la fuente de alimentación es un atajo común, lo que (posiblemente) hace que el esquema sea más legible. Implica que el OpAmp tiene voltajes de suministro correctos / suficientes. Esta taquigrafía se usa frecuentemente en hojas de datos, libros, conferencias. Tenga en cuenta también que los voltajes de la fuente de alimentación no aparecen en las fórmulas de ganancia (por ejemplo, invertir la topología en la segunda imagen de O.P., topología sin inversión, diferencia, etc.).
En la práctica, por supuesto, los voltajes de suministro (a veces llamados rieles de suministro) y el posible recorte de la salida no deben pasarse por alto.
