Cálculos de ganancia de amplificador operacional con divisor de resistencia

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Para los siguientes esquemas:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Circuito fácil: amplifica la diferencia de señal 10 veces y la desplaza a 2,5 V.
Se dice que la ganancia es:

$$ G = 1 + \ frac {R_3} {R_2 || R_1} = 1 + \ frac {4530} {500} = 10.06 $$

Esto es correcto, lo probé en LTspice, pero no entiendo una cosa:

¿Por qué en los cálculos de ganancia usamos \ $ R_2 \ $ y \ $ R_1 \ $ en paralelo? No veo cómo terminamos pensando que son paralelos, solo tienen un punto común A, por lo tanto, son seriales entre sí, ¿por qué aplicamos cálculos paralelos aquí?

    
pregunta ScienceSamovar

4 respuestas

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Piense en ese divisor de voltaje en términos de su circuito Thevenin equivalente.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Dentro de la caja está el circuito equivalente de Thevenin de su divisor de voltaje. Donde

$$ V _ {\ mathrm {TH}} = \ frac {V _ {\ mathrm {cc}} R_1} {R_1 + R_2} = 2.5 \ mathrm {V} $$ y \ $ R _ {\ mathrm {TH }} = R_1 || R_2 \ $

Entonces, para el mundo exterior, el divisor de voltaje parece una fuente de voltaje con una resistencia en serie, todo lo que necesita encontrar es el valor de la fuente y el valor de esa resistencia. Desde allí debería ser fácil ver por qué tiene esas dos resistencias en paralelo en su ecuación de ganancia.

    
respondido por el Big6
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El nodo A, en virtud de una retroalimentación negativa, está a la tensión Vin, no, como usted cree, a la tensión dictada por la división de tensión de la izquierda. La corriente a través de R1 es, por lo tanto, Vin / R1, y la corriente a través de R2 es (5V-Vin) / R2. Ahora puedes usar la Ley de corriente de Kirchoff para calcular la corriente a través de Rf, y una vez que sepas que puedes calcular Vout.

    
respondido por el Scott Seidman
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Science Samovar: creo que no está en lo cierto al suponer un desplazamiento de CC de 2.5 voltios. Usando la superposición, Vin = 0, la tensión V1 = 5V será amplificada por el factor A = -4.53. Por lo tanto, la salida de CC será (teóricamente) más grande que 20 voltios. La resistencia R1 aparece a través de la diferencia. Entrada y no influye en la ganancia dc.

    
respondido por el LvW
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Una forma intuitiva de entender por qué R1 y R2 están en paralelo es alterando el voltaje en el nodo A.

Digamos que el voltaje se incrementa en 1V. Ahora la corriente a través de R1 aumentará en 1 mA. Esta corriente fluye desde el nodo A al nodo C. La corriente a través de R2 disminuirá en 1 mA, que es igual a una corriente positiva que fluye de A a B.

Entonces la corriente total es 2mA. Cualquiera que sea la fuente que provoque ese aumento de 1V, se observará un cambio de corriente de 2mA. Lo que es igual a 500 ohmios o R1 y R2 en paralelo.

    
respondido por el Mario

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