Invertir la ganancia del amplificador operacional usando resistores de alto valor y usando mediciones de osciloscopio

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Construí un circuito de amplificador operacional inversor como se muestra en la figura anterior utilizando valores variables para Rf y Rin.

Cuando usé Rf = 10kohm y Rin = 100ohm, mi ganancia medida (usando el osciloscopio virtual del instrumento nacional) fue de 98.88, lo que está muy cerca de la ganancia esperada de 100.

Cuando usé Rf = 1Mohm y Rin = 10k, mi ganancia esperada fue de 100, pero la ganancia medida con el osciloscopio virtual es de solo 89.99. Además, al utilizar un osciloscopio físico real (AGILENT DSO-X 2012A), mi ganancia se convirtió en aproximadamente 67.1 y fluctuaba mucho.

Leí que los valores de resistencia más altos producen un ruido más alto como lo había visto en las mediciones, pero ¿por qué las mediciones que usan el osciloscopio físico son mucho más ruidosas y la ganancia mucho más baja que la del instrumento virtual? ¿Y por qué es que para la misma ganancia esperada (calculada), el uso de resistencias de alto valor resulta en ganancias más bajas en relación con el uso de resistencias de valores bajos? ¿Es correcto para mí creer que tener más ruido no debería afectar la ganancia producida sino que simplemente hará que las lecturas fluctúen?

    
pregunta LHJ

1 respuesta

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No dice qué amplificador está utilizando, ni qué frecuencia de medición.

En un mundo ideal, obtendrías las ganancias de 100x que calculas. Entonces, el problema es, dada su información limitada, ¿adivinar qué está causando que la situación no sea ideal?

Si está midiendo con una frecuencia de CA alta, entonces la capacitancia dispersa a través de Rf reduciría su impedancia.

Si está midiendo con una frecuencia de CA alta y está utilizando un amplificador con un producto de ancho de banda de ganancia limitada, es posible que esté tan abajo en la curva de ganancia / frecuencia que la ganancia haya caído a menos de 100x.

Si está midiendo a CC, con un amplificador deficiente o un Rf viejo / dañado / húmedo, entonces podría haber un Rf de derivación de trayectoria resistiva, lo que reduce su valor efectivo.

Es posible hacer más experimentos para ver si alguno de estos está causando el problema. Cambiar la frecuencia de medición. Medir la ganancia de bucle abierto del amplificador. Cargue la salida del amplificador con diferentes resistencias de carga. Reemplace el Rf único con un divisor de potencial de 10: 1 de baja impedancia y una resistencia en serie del 10% del valor (debe proporcionar la misma ganancia, pero con impedancias de realimentación más bajas).

Este tipo de investigación es lo que los ingenieros tienen que hacer todo el tiempo. Recuerde, que en una aparente imposibilidad como esta, la medida, o al menos algún aspecto de ella, siempre es correcta. Lo que tiene la culpa es su suposición de qué es exactamente la configuración de medición. "La configuración de medición", por supuesto, incluye lo que está midiendo, el estímulo, el medidor, las conexiones y cualquier cosa que pueda influir en él. Ve a investigar.

    
respondido por el Neil_UK

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