Operación de suministro único: el circuito de amplificador no funciona

Un amplificador operacional amplifica la diferencia entre sus entradas, no la diferencia entre una entrada y lo que sea que tenga el símbolo de tierra adjunto en su esquema. Mire la versión de doble fuente del amplificador inversor:

Amplificalasdiferenciasdevoltajedetierraporquelaentradanoinversora(+)estáconectadaatierra.Podríaserigualdefácilquecualquierotrovoltaje,yestaeslarazónporlaqueloscircuitosdeamplificaciónoperativadefuenteúnicapuedenfuncionar.

Ensucircuito,laentradanoinversoranoestáconectadaatierra.Seadjuntaa6V.Unamplificadoroperacionalconretroalimentaciónnegativaseesforzaráporigualarsusentradasatravésdelarutaderetroalimentación.Suentradaes-2.5V,yquierequelasentradasseaniguales,porloquelacaídadevoltajesobreR4deberíaser\$6V-(-2.5V)=8.5V\$.LacaídadevoltajesobreR3deberíaserigual,yaquetienenelmismovalor,ysesuponequelacorrientedepolarizacióndelamplificadoroperacionalesninguna.Porlotanto,lasalidadeberíaser\$6V+8.5V=14.5V\$.Porsupuesto,estoesimposibleparaunamplificadoroperacionalconunsuministrode12V,porloquehacelomejorquepuedeadministrar,11.01V.

PuededisminuirelvoltajeenlasalidanoinversorahaciendoqueR1seamásgrandeyR2máspequeñoparamovertierravirtualaunvoltajemásbajo,peronopodrámoverlotodoelcaminoa0Venrelaciónconelsueloporque,engeneral,unamplificadoroperacionalnopuedeoperarhastalosrieles. Lea más sobre el rango de entrada en modo común para obtener más información . Puede usar un amplificador operacional riel a riel para acercarse. O bien, podría seguir utilizando un suministro negativo. O, podría agregar un voltaje a su entrada con un diodo Zener en serie con él. O bien, puede AC juntar las entradas. La mejor opción depende de cuál sea el comportamiento deseado cuando la entrada no sea -2.5V.

Aquí hay algunas ideas para convertir -2.5V a un voltaje positivo, sin un amplificador operacional:

El núcleo del problema es que -2.5V es en realidad -8.5V en relación con la polarización de 6V de sus amplificadores operacionales, por lo que el circuito intenta cambiar de -8.5V a 8.5V, que es realmente 14.5V, como otros han señalado.

Debes hacer todos tus cálculos relativos a la tierra virtual de 6V. La salida que desea, 2.5V, es en realidad -3.5V debajo de la tierra virtual. El circuito debe diseñarse de la misma manera que un circuito de alimentación dual que convierte de -8.5V a -3.5V.

Un amplificador que va de -8.5 a -3.5 no es inverso. Pero los amplificadores no inversores no pueden tener una ganancia inferior a la unidad. Lo que puede hacer simplemente es atenuar el voltaje de entrada y amortiguarlo.

Con la etapa de inversión, tiene un divisor de voltaje desde la entrada hasta la salida de U2. ¿Por qué no hace un divisor de voltaje de la entrada de -2.5V a la salida de 6V de U1 en su lugar: un divisor de voltaje cuyas resistencias se eligen de tal manera que emita 2.5V. Entonces U2 puede ser una etapa no inversora que solo amortigua los 2,5 voltios.