El divisor de voltaje de entrada Opamp crea un voltaje incorrecto, ¿cuál podría ser la causa?

  

... cuando se aplican 72v al divisor de voltaje 30: 1 ...

No es 30: 1, es 31: 1. \ $ V_ {OUT} = V_ {IN} \ frac {10k} {200k + 100k + 10k} \ $.

  

... el voltaje en R1 es solo 1.727 V en lugar de 2.4 V.

Pero tienes un segundo divisor de voltaje en paralelo con R1. "R1" es ahora efectivamente 7.5 kΩ. El voltaje en R1 será \ $ V_ {OUT} = V_ {IN} \ frac {7.5k} {200k + 100k + 7.5k} = 72 \ veces 2.44 \% = 1.75 \; V \ $ y el voltaje en la entrada no inversora será 2/3 de eso = 1.17 V.

  

Im (sic) pensando que es debido al sesgo actual ...

Estoy pensando que es debido a un pensamiento sesgado ...

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Segundo intento de OP.

En las configuraciones estándar del amplificador op-amp que invierten y no invierten, la salida se ajustará hasta que la diferencia entre las dos entradas sea muy cercana a cero. Para un análisis práctico, están conectados entre sí, como se muestra en la Figura 1. Ahora está claro que tiene 20k en paralelo con su 10k de R1 dando 6.67k.

Ejecutando el cálculo nuevamente, el voltaje en R1 será \ $ V_ {OUT} = V_ {IN} \ frac {6.67k} {200k + 100k + 6.67k} = 72 \ veces 2.17 \% = 1.56 \; V \ $

Su circuito de la pregunta 2 es un poco desordenado y no creo que pueda analizarlo por usted. Creo que está tratando de combinar un divisor de voltaje tradicional en una fuente referenciada sin conexión a tierra y alimentar esto a un amplificador diferencial. Dudo que esto sea necesario.

Figura 2. Solo use el amplificador diferencial.

Por ejemplo, establecer R1 y R2 en 100k y Rf y Rg en 1k le daría un amplificador diferencial con una ganancia de 1/100. Tu entrada de 72 V en el circuito original daría una salida de amplificador operacional de 0,72 V (si puede oscilar tan bajo).

¿Por qué complicar las cosas?

Otro problema con el que puede encontrarse con su circuito es el rango de modo común de entrada del opamp.

Para este dispositivo, la entrada no debe acercarse al riel de alimentación positivo a 2.6 v para garantizar el funcionamiento correcto. Si el riel de suministro es de 5 V, esto es equivalente a 2.4 V en relación con el suelo. Si el riel de suministro es ligeramente bajo (no será exactamente 5 V), el voltaje máximo puede ser menor. Un dispositivo típico funcionará mejor hasta aproximadamente 3v.

A partir de los cálculos realizados por @Transistor, tiene un margen, pero es algo que debe tener en cuenta.

Hay una serie de dispositivos con un mejor rango de entrada en modo común, a menudo denominado "Entradas de riel a riel". Me gusta bastante el rango LMP7701 que tiene muy buen voltaje de compensación, muy baja corriente de polarización y puede operar con Un suministro de hasta 12v.

Este es un error clásico, ya que está asumiendo que su circuito amplificador diferencial está actuando como una carga de alta impedancia para su fuente de señal y circuitos de extremo delantero. No, hay un camino de impedancia (relativamente) baja a través de R4 y R9, así como a través de R3 y R8. Esto es similar a cómo los circuitos amplificadores no inversores (como los seguidores de voltaje simple) actúan como búferes de alta impedancia, pero los amplificadores inversores no lo hacen. Transistor ya hizo el cálculo de divisor de voltaje adicional resultante para usted, pero aquí hay otro ejemplo con una comparación de cálculo LTspice y Mathcad para un circuito amplificador inversor.

Además, no estoy seguro de por qué está usando un amplificador de diferencia, ya que de todos modos tiene un lado conectado a GND. Por supuesto, no conozco todos los detalles de lo que intenta hacer y por qué, pero a primera vista, creo que podría usar un circuito amplificador no inversor más simple.