Invertir ganancia de amplificador operacional

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Tengo este amplificador como parte de un sistema más grande. A mi entender, este circuito siempre tendrá una ganancia negativa Vout / Vin, ya que tenemos conexión a tierra en la entrada no inversora y una señal no cero en la entrada inversora. ¿Es esto correcto? Si es así, ¿se convertiría en un amplificador operacional no inversor si la entrada no inversora fuera Vin mientras que el Vin de mi circuito original está puesto a tierra?

Intenté encontrar la ganancia en el dominio de laplace de esta manera:

Definiendo un nodo V1 y luego usando KCL obtengo las dos expresiones $$ \ frac {V_ {en} -V_1} {sL_1} = sC_1V_1 + \ frac {V_1} {R_1} $$ y $$ \ frac {V_1} {R_1} = \ frac {0-V_ {out}} {R_2 + sL_2} $$

Combinando estos dos da

$$ \ frac {V_ {in}} {sL_1} + \ frac {V_ {out} + R_1} {R_2 + sL_2} = - \ frac {sC_1R_1V {out}} {R_2 + sL_2} - \ frac {V_ {out} } {R_2 + sL_2} $$

Reorganización para la ganancia

$$ \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = - \ frac {R_2 + sL_2} {R_1C_1L_1s ^ 2 + L_1 (R_1 + 1) s} $$

No puedo ver dónde podría haber fallado en el cálculo de la ganancia, pero al mismo tiempo no tiene sentido tener una ganancia negativa en esta parte de mi sistema.

    
pregunta maypay

1 respuesta

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Puede determinar la función de transferencia de este sistema utilizando las técnicas de FACT o circuitos analíticos rápidos. Primero, comience con \ $ s = 0 \ $, cortocircuitando los inductores y abriendo los condensadores. La ganancia de CD es simplemente

\ $ H_0 = - \ frac {R_2} {R_1} \ $

Luego, observa la resistencia que ofrecen los elementos de almacenamiento de energía cuando se los retira temporalmente del circuito. Debes encontrar:

\ $ \ tau_1 = \ frac {L_1} {R_1} \ $ luego \ $ \ tau_2 = C_1 * 0 \ $ y \ $ \ tau_3 = \ frac {L_2} {R_ {inf}} = 0 \ $

Luego, determina la resistencia vista desde los elementos de almacenamiento de energía cuando uno de ellos se establece en su estado de alta frecuencia (inductores reemplazados por circuito abierto y condensadores reemplazados por cortocircuitos). Debes encontrar:

\ $ \ tau_ {12} = C_1R_1 \ $ luego \ $ \ tau_ {13} = \ frac {L_2} {R_ {inf}} = 0 \ $ y \ $ \ tau_ {23} = \ frac { L_2} {R_ {inf}} = 0 \ $

Finalmente, determina la resistencia vista desde \ $ L_2 \ $ mientras que \ $ L_1 \ $ y \ $ C_1 \ $ se establecen en su estado de alta frecuencia (los inductores se reemplazan por un circuito abierto y los condensadores se reemplazan por cortocircuitos) . Tienes:

\ $ \ tau_ {123} = \ frac {L_3} {R_ {inf}} = 0 \ $

El denominador es igual a

\ $ D (s) = 1 + s (\ tau_1 + \ tau_2 + \ tau_3) + s ^ 2 (\ tau_1 \ tau_ {12} + \ tau_1 \ tau_ {13} + \ tau_2 \ tau_ {23}) + s ^ 3 (\ tau_1 \ tau_ {12} \ tau_ {123}) \ $

El cero existe cuando la impedancia hecha de \ $ L_2 \ $ y \ $ R_2 \ $ se convierte en un cortocircuito transformado. Esto ocurre cuando \ $ \ omega_z = \ frac {R_2} {L_2} \ $. La función de transferencia completa se define como

\ $ H (s) = H_0 \ frac {1+ \ frac {s} {\ omega_z}} {1+ \ frac {s} {\ omega_0Q} + (\ frac {s} {\ omega_0}) ^ 2} \ $ con \ $ H_0 = - \ frac {R_2} {R_1} \ $, \ $ \ omega_z = \ frac {R_2} {L_2} \ $, \ $ \ omega_0 = \ frac {1} {\ sqrt {L_1C_1}} \ $ y \ $ Q = R_1 \ sqrt {\ frac {C_1} {L_1}} \ $

El archivo completo de Mathcad aparece debajo. He cambiado las etiquetas a propósito para que las etiquetas de las constantes de tiempo coincidan con las de los componentes, pero los resultados son similares:

Pareceunpocomisterioso,peroFACTesfácildeaprenderyaplicar.EchaunvistazoaestapresentaciónAPEC2016

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y todos estos ejemplos resueltos en el libro

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respondido por el Verbal Kint

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