Calcular la impedancia de salida del amplificador operacional de búfer (con hoja de datos)

Cuando el amplificador funciona con el "bucle cerrado", es decir, se ejecuta en (digamos) una ganancia de unidad o diez u otro tipo normal de ganancias, entonces la impedancia de salida efectiva cae masivamente de 3 kohm a sub 1 ohm a DC.

Esto se debe al efecto de la retroalimentación negativa. Entonces, observa la ganancia de bucle abierto (aproximadamente 120 dB o 1 millón a CC) y factoriza esto y los circuitos apuntan la ganancia de bucle cerrado para calcular la impedancia de salida del bucle cerrado.

Si su ganancia de bucle cerrado objetivo fuera diez, entonces la impedancia de salida de CC sería de aproximadamente 3 kohm / 100,000 = 30 mili ohm

A 100 kHz, la impedancia de salida de bucle abierto es de aproximadamente 400 ohmios, pero la ganancia de bucle abierto ahora se reduce a 40 dB (100), por lo que ahora la impedancia de salida de bucle cerrado es de aproximadamente 40 ohmios (suponiendo que la ganancia de bucle cerrado es de diez).

Si la ganancia de bucle cerrado fuera unitaria, la impedancia de salida del bucle cerrado a 100 kHz sería de 4 ohmios.

Una cosa más que recordar es que la impedancia de salida en bucle abierto es una medida real de la capacidad del transistor de salida para suministrar corriente a una carga de salida determinada, así que considere esto: si la impedancia de salida de CC es 3 kohm y la carga es 1 kohm , el potencial máximo de voltaje de CC que puede producirse en la salida está severamente limitado por este divisor potencial independientemente de la ganancia de bucle cerrado elegida.

Personalmente, creo que la TI está potencialmente tirando de la lana sobre los ojos de las personas, dado que indican en el DS (página 8) que la caída máxima de voltios con una carga de 2 kohm (hasta el riel medio) es de solo 500 mV. Se refieren a esto como: -

  

Salida de voltaje oscilante desde el riel

Y, solo puede ser para altas frecuencias, de lo contrario, contradice el gráfico de impedancia de salida de bucle abierto. Sé consciente de esto.

Considere el ejemplo de ganancia, Av = 100 o 40dB

• si Aol = 120dB (que tiene amplia tolerancia) de la especificación.

• Aol-Av = 80dB feedback (4 décadas) @ DC

• si Zdc (o.l.) = 350 (espec.)

  • luego para Av = 40dB, Zdc (c.l.) = 35 mΩ

Sin embargo, la corriente está limitada a menos que la corriente de cortocircuito.

Isc, Corriente de cortocircuito ± 65 mA @Vs = ± 2.25 V de espec.

  

La hoja de datos proporciona una impedancia de salida de "bucle abierto" de 375 ohmios, para mí, que parece alta, a menos que me haya arrullado a mí mismo pensando que los amplificadores operacionales son más ideales que yo. Esperaba algo en los 10s de ohmios. Además, ¿una impedancia de salida no sería dependiente de la ganancia?

En una plataforma no ferroviaria a ferroviaria, puede esperar una etapa de salida como la de la izquierda:

Esta topología de seguidor de emisor tiene una impedancia de salida de bucle abierto bastante baja. Sin embargo, no es de ferrocarril a ferrocarril. La salida no puede subir más que Vcc menos un Vbe, menos el voltaje mínimo de la fuente de corriente superior.

El esquema de la derecha es riel a riel, pero luego tenemos una etapa de salida de emisor común, y la salida se toma de los colectores.

Esto significa que la salida del opamps es esencialmente una fuente de corriente de alta impedancia. Su alta impedancia se mantiene bajo control mediante un circuito local de retroalimentación / compensación, del cual la única parte que se muestra aquí es el capacitor. Debido al acoplamiento capacitivo, este esquema no funciona a bajas frecuencias, lo que explica por qué la impedancia de salida OL de su opamp aumenta a bajas frecuencias.

Así que, sí, sin circuitos especiales, un tramo de riel a riel tendrá una impedancia de bucle abierto más alta debido a la topología de su etapa de salida. Cuenta con retroalimentación para bajarla.

La baja impedancia de OL en un riel a riel, indica que los diseñadores emplearon algunos comentarios locales inteligentes en la etapa de salida para mejorar el rendimiento. Es un costo de compromiso, corriente inactiva, etc., como de costumbre, no puede tener todo.