Cálculo de la resistencia de entrada de un circuito de amplificador operacional

Cuando un amplificador operacional ideal está conectado con retroalimentación negativa, obedece a dos reglas:

1. Los voltajes en los dos pines de entrada son iguales.
2. No fluye corriente en ninguno de los pines.

En su primer circuito, \ $ V_S \ $ solo está conectado a la entrada no inversora. Por la regla # 2, no hay flujos de corriente en esa entrada. Esto nos permite calcular la resistencia de entrada equivalente:

$$ I_S = 0 \ \ mathrm A $$ $$ R_ {in} = \ frac {V_S} {I_S} = \ frac {V_S} {0 \ \ mathrm A} = \ infty \ \ Omega $$

Tu segundo circuito está mal dibujado. Has conectado el R2 a uno de los pines de alimentación del amplificador operacional, pero debería estar conectado a la salida. En este circuito, la corriente puede fluir desde \ $ V_S \ $ a la salida, aunque ninguna fluye hacia la entrada inversora. Aquí necesitamos la regla n. ° 1, que nos dice que el voltaje en la entrada inversora es igual al voltaje en la entrada no inversora: cero voltios (tierra). Así que el circuito actúa como si el lado derecho de \ $ R_1 \ $ estuviera conectado a tierra, lo que hace que \ $ R_1 \ $ la resistencia de entrada. También podemos calcular las matemáticas:

$$ I_S = \ frac {V_S - 0 \ \ mathrm V} {R_1} = \ frac {V_S} {R_1} $$

$$ R_ {in} = \ frac {V_S} {I_S} = \ frac {V_S} {\ frac {V_S} {R_1}} = R_1 $$

Los amplificadores operacionales ideales tienen una resistencia de entrada infinita, y la fuente de voltaje está conectada solo a la entrada a través de Rs.

Al principio, asumo que R2 (segunda imagen) está conectado al pin de salida, ¿de acuerdo?

1) Primer circuito (no inversor): las impedancias de entrada de la unidad opamp (sin resistencias externas) son muy grandes (rango de Mega-Ohmios), y para la mayoría de los cálculos se puede asumir que son infinitos ( ∞). Esta gran resistencia de entrada incluso se amplía drásticamente debido al efecto de realimentación (realimentación de voltaje). Por esta razón, es una práctica común establecer, en este caso, la resistencia de entrada para todos los cálculos a un valor infinito: Rin = Rs + ∞ = ∞.

2.) La situación, sin embargo, es diferente para el segundo circuito (amplificador inversor). Ahora tenemos retroalimentación actual - y la resistencia de entrada (referida al pin de entrada opamp) se reduce debido al efecto de retroalimentación (disminuida por el factor de ganancia de bucle grande) y se puede ignorar si está en serie con Rs . Por lo tanto, la resistencia de entrada restante (como se ve por Vs) es solo Rs.

Otra explicación: para valores grandes de la ganancia de bucle abierto Ao (generalmente 1E5 ... 1E6), la tensión diferencial de entrada entre ambas entradas opamp está en el rango de microvoltios y puede descuidarse. Por lo tanto, asumimos que la tensión del nodo en el inv. la entrada se encuentra en el terreno "virtual" y el lado derecho de R1 está a tierra. Por lo tanto, Rin = R1.

Rs probablemente sea la fuente de resistencia. Es una propiedad de (interno a) el generador de voltaje. Las fuentes de voltaje se muestran como circuitos equivalentes de Thevenin que consisten en una fuente de voltaje ideal en serie con la resistencia interna de la fuente, como muestra el diagrama. Por lo tanto, la carga externa es el propio amplificador operacional, sin incluir ninguna resistencia de serie externa "Rs" porque no es externa. "La resistencia vista por el generador de voltaje" generalmente significa la resistencia en el circuito externo al generador de voltaje.