¿Cómo funciona este circuito de amplificador operacional?

C9 se coloca en la ruta de entrada de audio para bloquear el DC que de otro modo fluiría debido a la polarización de DC (~ \ $ V_ {CC} / 2 \ $) que se desarrollará en la entrada de inversión. Un condensador pasa la corriente alterna y bloquea la corriente continua. El tamaño del capacitor determina la cantidad de CA a la que pasará la frecuencia, por eso C9 es grande.

\ $ V_ \ text {CC} \ $ no se incluye aquí. Alimenta el amplificador operacional, pero no se conecta directamente a la salida del amplificador operacional. La parte de CC que se desarrolla en la entrada inversora está bloqueada por C9.

El condensador de salida bloquea el DC en la salida.

Un capacitor ideal tiene una impedancia infinita en CC, lo que se puede considerar como una CA con una frecuencia de cero. La impedancia del capacitor (que es similar a la resistencia, excepto para AC) disminuye a medida que aumenta la frecuencia. También medida en ohmios, la impedancia de un capacitor es:

$$ \ frac {1} {2 \ pi fC} $$

Donde \ $ f \ $ es la frecuencia en Hertz (Hz) y \ $ C \ $ es la capacitancia en faradios. 0.47uF parece un poco pequeño para las frecuencias de audio bajas, por lo que podría no tener una respuesta de baja frecuencia excelente. El capacitor tendría una impedancia de ~ 17kΩ a 20Hz, por ejemplo, 1.7kΩ a 200Hz, etc. Por lo tanto, aproximadamente 1/3 de la señal de entrada se cae a 20Hz, aproximadamente 1/30 a 200Hz. Se puede dejar caer más en la salida dependiendo de la impedancia de la siguiente etapa.

El LM358 es un amplificador operacional denominado "fuente única", lo que significa que funciona de manera efectiva con solo una fuente de alimentación única, \ $ V_ {CC} \ $ en este caso. Para hacer eso, "centra" la señal alrededor de la mitad de la tensión de alimentación. Para eso está el divisor de resistencia en el terminal no inversor. Por lo tanto, la señal de salida es una CA superpuesta a un valor de CC de, por ejemplo, 6 V para una fuente de 12V. Por eso se necesita el condensador de acoplamiento de salida, para bloquear el componente de CC, dejando solo la señal de CA amplificada.

Las tres preguntas están relacionadas.

1. Esto sirve para un propósito doble (triple? ver n. 2) de bloquear cualquier voltaje de CC en la línea y volver a hacer referencia al voltaje a algo que el circuito puede usar.

2. Tenga en cuenta que el voltaje en el pin + de U1G1 está conectado a Vcc / 2. Si aplica sus leyes de los amplificadores operacionales , sabe que en el modo de retroalimentación negativa (donde la salida está conectada para el pin a través de la retroalimentación, el puerto + y será igual a la tensión. Esto PUEDE hacer que la corriente fluya hacia la salida de lo que haya conectado a JP2, pero el condensador lo impide.

3. El capacitor de salida es una manera fácil de evitar que aparezcan voltajes de CC en los amplificadores de flujo descendente (lo que amplificaría el voltaje de error, causando problemas mayores de desviación), así como también evita el flujo de corriente en las bobinas de los altavoces que se conectan y que ¡mejor quema energía y, en el peor, quema la bobina del altavoz!

El error / desplazamiento de CC en la salida es un efecto inevitable de la realidad en la mayoría de los amplificadores. Hay algunos diseños (llamados diseños de servo de CC) que tienen un bucle de realimentación para cancelar este desplazamiento de CC de salida. Esto reduce la necesidad de capacitores de salida en los amplificadores de potencia, pero la mayoría de los autores que he leído no consideran la idea como una solución práctica para el problema de la compensación.

Una nota sobre el filtrado: probablemente estés viendo esto como un circuito RC, pero a las frecuencias que estamos viendo, la impedancia de la fuente es lo suficientemente baja y la capacitancia es lo suficientemente alta como para que el efecto sea mínimo. En general, cuanto más grande sea el capacitor, mejor será la respuesta de los graves y menor la distorsión.

Para la pregunta 1 y 2: Este condensador intencional elimina cualquier conjunto de CC desactivado de esa señal de entrada. Esta tensión de compensación puede cambiar el punto Q del circuito, lo que puede causar valores inesperados. La señal de audio es principalmente una oscilación que no se cancela a través de este condensador (el condensador actúa como cortocircuito para una pequeña señal de CA).

Q 3: Lo que entiendo del diagrama, su VCC es más alta que la entrada. Para el amplificador operacional, si VCC no es más alto, la salida será menor de lo que debería ser y para el IC eléctrico, esto también es cierto.