El suelo en un OP-AMP no está conectado directamente, ¿Por qué? Aquí está la configuración de pines del 741 OP-AMP ... No hay un pin de tierra en este chip--
¿Alguien me puede dar una explicación intuitiva acerca de por qué el terreno no se agrega directamente en un OP-AMP?
Para un amplificador operacional, el terreno es un potencial de referencia arbitrario, algo que es importante para la red de componentes que rodea al op-amp, y para el usuario del op-amp, en lugar de el propio op-amp.
Lo que técnicamente importa al amplificador operacional, son los rieles de la fuente de alimentación, que sujetan el rango de potenciales donde pueden operar sus entradas y salidas: detectan el voltaje y producen la salida. Aún así, bajo el funcionamiento normal, incluso los rieles de suministro no ingresan en las "ecuaciones" lineales del op-amp como una referencia de CC o alguna de ellas (pueden servir como una referencia de CC en la red circundante de otros componentes).
Tenga en cuenta que en las topologías básicas de circuitos basados en amplificadores operacionales, la función de transferencia necesita que el amplificador operacional tenga solo tres terminales: + entrada, entrada y salida. (Algunos amplificadores operacionales para propósitos especiales también pueden tener dos salidas, pero puede abstraerse de eso para los principiantes).
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Sin embargo, es una pregunta interesante :-) ¿Cómo es posible que el amplificador operacional no necesite una base de referencia, si tiene una salida única? ¿O dos salidas que son simples copias invertidas entre sí?
No he estudiado el tema académicamente ... pero buscaría la respuesta en la ganancia de CC de bucle abierto teóricamente infinita combinada con el hecho de que cualquier "circuito asintóticamente estable" necesita usar retroalimentación negativa en términos de CC , que ancla la salida a las entradas y a un potencial de referencia externo. Por lo tanto, mi vacío quejándome sobre el potencial de referencia es importante para la red circundante o, mejor dicho, para la topología en su conjunto, incluido el amplificador operacional.
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El voltaje es una diferencia de potenciales. Lo cual reconoces correctamente al preguntar "¿Dónde diablos está mi lugar de referencia?". La entrada diferencial detecta una diferencia de potenciales = voltaje. Hasta ahora tan bueno. Ahora para la salida ... observe que el circuito solo es estable y sano, si agrega una red de retroalimentación (negativa), en términos de DC para comenzar. Lo que hace referencia inherentemente al potencial de salida individual a cualquier punto de referencia que esté utilizando para las entradas. El punto de referencia de CC de su circuito puede ser una tierra sólida a medio camino entre sus rieles de alimentación, puede ser un gnd sintético (creado por un divisor de voltaje), puede ser un desplazamiento de voltaje de CC arbitrario, incluso puede ser un riel de alimentación, si la retroalimentación La red (y la señal) dan como resultado que los pines de entrada y salida del amplificador operacional operen entre los rieles de alimentación = dentro de su rango de operación normal.
O, considera lo que sucede si enciendes un amplificador operacional pero dejas sus pines desconectados.
Si se trata de un amplificador operacional basado en BJT, su entrada probablemente seguirá algunas corrientes de polarización residuales de la etapa de diferencia de entrada. Las partes internas del amplificador operacional pueden tratar de compensar algunas corrientes de polarización inherentes básicas, pero siempre hay algún residuo / desequilibrio. izquierda. Como resultado, su salida probablemente convergerá (instantáneamente) a uno de los rieles de alimentación.
Si se trata de un amplificador operacional basado en MOSFET, y su fuga de entrada es minúscula en comparación con las capacidades parásitas de entrada, la salida seguirá la diferencia de potencial que queda en las entradas no conectadas (capacitores parásitos contra los rieles de alimentación). O, si hay EMI en las entradas, la salida seguirá eso. Nuevamente, la salida permanecerá en una de las posiciones límite (rieles de alimentación) o presentará una señal rectangular entre ellos, si hay algún EMI de CA acoplado en las entradas.
De cualquier manera, ¿qué hace que la salida sea estable, lineal y sana? La red de retroalimentación negativa externa más simple, que hace referencia a la salida y las entradas a un potencial de referencia común, puede ser una GND o puede ser arbitraria.
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Ehh ... No he proporcionado ninguna imagen.
Tal vez intente esto introducción por AD - ignora todo el texto, solo mira las imágenes 1-3, 1-4, 1-5. Verifique dónde está el suelo y dónde se representan los voltajes de entrada / salida (utilizando flechas de doble punta).
Lamentablemente, esa introducción no contiene una imagen del "seguidor de la ganancia unitaria". Solo echa un vistazo al seguidor en la wikipedia . Ups, ¿dónde está el suelo? :-) Respuesta: la base de referencia es tu propia construcción mental aquí. Si habla sobre potenciales (entrada y salida), no necesita una conexión a tierra de referencia :-) Si insiste en hablar sobre voltajes o ganancias, simplemente use cualquier referencia a tierra arbitraria que se adapte a usted, siempre que comparta esa conexión a tierra entre entrada y salida.
El voltaje de referencia generalmente se suministra, de alguna manera, forma o forma, a través de una conexión de ENTRADA. El hecho de que GND no tenga un pin asignado no significa que el circuito terminado no tenga una referencia.
De hecho, la funcionalidad del amplificador operacional depende de la diferencia entre las entradas y la retroalimentación provista, por lo que realmente no necesita una referencia para trabajar. el único lugar donde alguna referencia puede ser importante es para los rangos de voltaje de CM válidos en la entrada, y eso se establece desde los rieles.
La conexión a tierra del amplificador operacional se proporciona implícitamente a través de las fuentes de alimentación conectadas a los pines de alimentación V + y V- del amplificador operacional. Considere este circuito divisor de voltaje resistivo:
¿Qué voltaje encontramos en el nodo etiquetado Vout ? El potencial de voltaje en el nodo Vout se mide con respecto a un potencial de referencia elegido arbitrariamente, que generalmente es el nodo "tierra" para las fuentes de alimentación V + y V-DC. El circuito del amplificador operacional no es diferente. Si reemplazamos el circuito divisor de voltaje resistivo con el amplificador operacional, el voltaje en el pin de salida del amplificador operacional se mide típicamente con respecto al nodo de tierra que sirve como potencial de referencia para las fuentes de alimentación V + y V- del circuito, que están conectadas a los pines de alimentación + V y -V de los amplificadores operacionales, respectivamente.
Un amplificador operacional de suministro dual no necesita una conexión a tierra porque depende de una o ambas entradas conectadas a tierra directamente oa través de una resistencia. Para un amplificador operacional de una sola fuente, el (+) generalmente se referencia a través de una resistencia a la mitad de la tensión de alimentación.
Por lo general, es la entrada (+) que tiene una referencia a tierra o de voltaje arbitrario, mientras que la entrada (-) se usa para retroalimentación y ganancia. En los amplificadores operacionales de suministro único, la entrada (-) se usa de la misma manera pero con un capacitor de bloqueo de CC a tierra.
Algunos diseños de amplificador operacional utilizan el (-) como una entrada de suma para múltiples señales o para una señal más un voltaje de compensación arbitrario.
Además de cumplir con la tensión mínima y máxima aplicada, los rieles de suministro están "fuera" de las ecuaciones normales del amplificador operacional para ganancia, reducción, compensación, etc.
Lamentablemente, muchas de las preguntas publicadas en este sitio tienen los rieles de suministro fuera de las especificaciones con lo que pide la hoja de datos, generalmente un voltaje demasiado bajo.
En las frecuencias altas, el circuito 741 original actúa como si el nodo de referencia interno fuera -VDD. El condensador de compensación se refiere a -VDD y eso degrada el rechazo de la fuente de alimentación de alta frecuencia de -VDD a aproximadamente CERO ----, es decir, cualquier ruido rápido en -VDD aparece en la tensión de salida del sensor.
En las frecuencias bajas, los intentos de alta ganancia para que la Red de retroalimentación proporcione todas las "referencias"; se espera que el comportamiento del terreno virtual domine.
En frecuencias altas, con baja ganancia, el rendimiento se convierte en una lata de gusanos a medida que estos comportamientos interactúan.
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