¿Cuál es el propósito de un opamp en un circuito integrador?

Aquí viene otra explicación: para propósitos de integración necesitamos un paso bajo pasivo RC con una frecuencia de corte muy baja. Esto requeriría valores de condensador demasiado grandes.

Por lo tanto, ¿por qué no usar la multiplicación de capacitancia ofrecida por el efecto MILLER ? ¿Recuerdas el efecto MILLER en una simple etapa de transistor? Por lo tanto, conectamos la resistencia integradora a la entrada inversora de un amplificador que tiene un condensador entre la entrada y salida inversora. Ahora, el valor del condensador se amplifica por la ganancia de bucle abierto del sensor (visto desde la entrada).

Ejemplo : 1nF * 1E5 = 100µF. Junto con una resistencia integradora de R = 10kOhm tendríamos una constante de tiempo de 1 s (corte a f = 1 / 6.28 Hz). Como otra ventaja, la salida está disponible en la salida opamp de baja resistencia.

Por cierto: esa es la razón por la que el circuito mostrado se llama " integrador MILLER ".

Un opamp en tal configuración de realimentación negativa intentará mantener el voltaje entre la entrada - y + cero. La entrada + está conectada a tierra (0 voltios), por lo que el opamp controlará su salida, de modo que la entrada también será de 0 voltios. Supongamos que Vin es de 1 voltio, entonces habrá 1 V en la resistencia R. Esto significa que una corriente de 1 / R fluirá a través de la resistencia. Esta corriente no puede fluir hacia la entrada del opamp (las entradas son de alta impedancia), por lo que la corriente debe fluir hacia el capacitor, cargándolo. Como la entrada permanece en 0 voltios y el capacitor se está cargando, la otra placa del capacitor (conectada a la salida del opamp) debe aumentar linealmente el voltaje. Por lo tanto, en la salida habría un voltaje linealmente creciente.

Para reducir la tensión de salida, tendría que aplicar una tensión negativa (por ejemplo, -1 voltio) a la entrada. Si Vin = 0, el circuito entra en una situación estática ya que el condensador no está cargado ni descargado.

En virtud de la retroalimentación negativa, la entrada inversora se mantiene al mismo voltaje que la entrada no inversora, es decir, tierra o 0V. Esto se llama una tierra virtual.

Esto tiene el efecto de esto: cualquier voltaje aplicado a la entrada crea una corriente en R que es Vin / R. No hay ninguna opción aquí: la entrada de inversión, en gran medida se mantiene a 0 V mediante una respuesta negativa.

Dado que la impedancia de entrada del amplificador operacional puede considerarse tan alta como para ser considerada infinita, la corriente de entrada solo puede fluir a través del capacitor.

Q = CV o \ $ \ dfrac {dQ} {dt} = C \ dfrac {dV} {dt} \ $ = entrada actual

Debido a que la tensión en el condensador (V) en la ecuación anterior está unida a la misma tierra virtual, la salida del amplificador operacional debe ser -V.

¿Puedes ver por qué esto es un integrador?

\ $ \ dfrac {V_ {IN}} {R} = -C \ dfrac {d (V_ {OUT})} {dt} \ $

Integrar ambos lados para resolver para Vout.

Me gusta esto como un convertidor de voltaje a corriente. El amplificador operacional convierte el voltaje de entrada en una corriente de realimentación.

La corriente que se realimenta a través del condensador viene dada por la ley de ohmios: Icap = Iresistor = Vin / R Esto es cierto porque el amplificador operacional se esfuerza por mantener el voltaje igual en sus dos terminales de entrada, por lo que la tensión en el terminal inversor siempre debe ser 0 V. Por lo tanto, la corriente que fluye a través de la resistencia debe ser la tensión de entrada dividida por la resistencia de entrada .

La tensión a través del capacitor (Vout) viene dada por la ecuación del capacitor:

Vcap = integración (Icap) / C Vout = -Vcap Vout = -integration (Vin / R) / C Vout = -integration (Vin) / (RC)

Mi inferencia,

Opamp no se preocupa por el condensador ... hace su trabajo incansablemente para equiparar ambos terminales de entrada ... es nuestro trabajo cómo básicamente explotar esta propiedad para nuestra necesidad de integración.

Entonces, cuál es nuestro requisito

Para descargar linealmente el condensador para una verdadera integración.

¿Cómo lograremos el paso 1 ... y la respuesta es cargar el condensador a través de corrientes constantes?

Ahora, ¿cuál es el problema que genera generar corriente constante ... y esos son - > i) Si el voltaje de entrada varía para, por ejemplo, coseno senoidal, etc. y ii) el voltaje del capacitor Vc

Ahora, con algunas caídas de voltaje sobre R debido a Vin en la inversión del terminal de opamp ... el opamp de acuerdo con su naturaleza intentará equiparar los voltajes de ambos terminales al mismo valor, por lo que emitirá tal voltaje que hará la misma corriente fluye a través del capacitor y la misma corriente fluye a través de R para cancelar ... así que, literalmente, es lo mismo que significa que la misma cantidad opuesta de corriente fluye a través del capacitor que también fluye a través de R ... por lo tanto, las dos corrientes son iguales ..

Ahora, considerando la fluctuación de Vin ... primero, deberíamos saber qué significa la corriente constante ... significa que el valor de la corriente debe permanecer igual, independientemente del valor de Vin y R ... siempre debe fijarse en algún valor. Supongamos que Vin aumenta positivamente en cierta medida (cualquier valor atributivo) .. a medida que la corriente comienza a fluir a través de R ... se desarrolla voltaje en el terminal inversor ... ahora para mantener una corriente constante en la rama (resistencia + capacitor) el opamp dará la misma salida voltaje en la dirección opuesta ... que literalmente mantiene el mismo potencial en la rama ... no importa el valor que vaya Vin. El viento bajará o subirá en la misma medida, por lo tanto, mantendrá la misma corriente en la rama a pesar de las fluctuaciones de Vin.

Tampoco se debe confundir a uno con respecto a la dirección de la corriente que fluye en las ramas, no hay corrientes opuestas ... ya que el extremo izquierdo de la tapa está en cero voltios debido a la tierra virtual que todavía tiene un potencial mayor que el potencial de Vout negativo de la tapa .. por lo tanto, la corriente mantendrá la misma dirección ... (es decir, ... Vin— > R - - > C —— > Vout ..)….

Estoy en lo cierto ...

Ansioso por tu opinión ..