Confusiones con voltaje de modo común en un sistema de un solo extremo

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Tengo una gran confusión al descubrir temas relacionados con el voltaje en modo común. Me gustaría ilustrar mi entendimiento primero: Abajo opamp tiene dos entradas V + y V- como de costumbre. Y digamos que la tensión diferencial es:

Vd (t) = (V +) - (V-) = sin (w * t)

YdigamosquehayvoltajedemodocomúndeCC.CuandomedimoselvoltajeentrelaentradaV+yelsistemaGND(podríasertierra),elosciloscopiomuestraestaseñaldediferenciacomo:(V+)+Vcm.CuandomedimoselvoltajeentrelaentradaVyelsistemaGND(podríasertierra),elosciloscopiomuestraestadiferenciacomo:(V-)+Vcm.Entonces,¿elcircuitoanteriorsepuedemodelarcomosemuestraabajo?:

¿Elmodeloanteriorsoloesválidocuandolaentradanoesdelsistemaoestáconectadaatierra?

Ahoraimaginequetenemosunsistemadeunsoloextremoconunafuentedeseñalflotantecomountransductoralimentadoporbatería.Enelextremodelamplificadordiferencial,laGNDdeltransductorestáconectadaalatierradelsistemacomosemuestraacontinuación(vea-laentradadelopampestáconectadaatierraaquí):

Enestecaso,cuandomedimoselvoltajeentrelaentradaV+yelsistemaGND(podríasertierra),elosciloscopiomuestraestaseñaldediferenciacomo:(V+)+Vcm.CuandomedimoselvoltajeentrelaentradaVyelsistemaGND(podríasertierra),elosciloscopiomuestraestadiferenciacomo:0VyaquelaentradaestácableadaaGND/tierra.Entonces,¿sepuedemodelarelsistemaanteriorcomosemuestraacontinuación?

Yenunlibroleílosiguientesobreestaconfiguración:

Aquíhayunpárrafodellibroparaestaconfiguración:

¿Qué significa eso aquí? ¿Es mayor el error de desplazamiento en modo común en esta configuración que en la señalización diferencial? Estoy completamente perdido.

    
pregunta user164567

2 respuestas

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Una forma de calcular el voltaje de modo común es muy simple:

$$ V_ {cm} = \ frac {V_ + + V _-} {2} $$

A partir de esta fórmula, puede encontrar el voltaje de modo común en cualquier configuración donde pueda calcular el voltaje en las entradas de inversión y no de inversión.

Por ejemplo,

Aquí,elvoltajeenmodocomúnes\$\frac{V_\rm{cm}+V_\rm{d}}{2}\$(\$V_\rm{cm}\$siendoelvalordelafuenteeneldiagrama,nolatensiónrealenmodocomún)porquelaentradainversoraestáfijadaa0V.Sielamplificador"OA" es en realidad un amplificador operacional, es probable que el resultado sea conducido a uno o Otros rieles de la fuente de alimentación (o tan cerca como el amplificador operacional es capaz de conducirlo), porque no hay retroalimentación negativa para reducir la ganancia del circuito.

  

Por lo tanto, el circuito anterior [su primer diagrama] puede modelarse de la siguiente manera [su segundo diagrama]

Los dos diagramas no son equivalentes. El primero no muestra ningún medio para establecer el voltaje en modo común, por lo que las redes de polarización internas del amplificador lo llevarán a algún valor. Pero pueden hacerlo muy débilmente, y el voltaje de modo común puede incluso desviarse, ya que unos cuantos electrones entran o salen del circuito al pasar brisas (según el diseño exacto del amplificador operacional).

El segundo diagrama muestra una fuente de voltaje que establece un voltaje de modo común con una impedancia baja, lo que probablemente sea una forma mucho mejor de conducir un circuito de amplificador operacional.

    
respondido por el The Photon
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Esa es una pregunta larga.

La variación en el voltaje del modo común inducirá un error o inestabilidad en el sistema.

Todo depende de qué tan preciso y estable quieres ser. Algunos amplificadores operacionales son mejores que otros en el manejo del voltaje en modo común.

Una cosa importante es evitar que la entrada del opamp flote, ya que esto introducirá ruido e inestabilidad en su circuito. Esta es la razón por la que la mayoría de los esquemas a los que hace referencia siempre tienen una entrada atada al suelo.

Si desea mantener una alta impedancia, puede usar un divisor de resistencia de alto valor en cualquiera de las entradas para evitar que se mueva. Luego, puede realizar una calibración para compensar el error de voltaje de modo común.

El último esquema se refiere al error introducido por la resistencia del cable, que creará una caída de voltaje en la línea y, por lo tanto, el opamp verá el Ves + I * RLead. Si el mensaje es pequeño, este error será insignificante. Creo que el término voltaje de modo común se confunde en esa definición que explica su confusión.

Para evitar errores debido a la resistencia de la línea, puede usar una conexión de 3 o 4 puntos (llamada conexión kelvin) donde puede detectar el voltaje con una segunda línea de alta impedancia directamente en la fuente de voltaje y tener 1 cable para la ruta de corriente y 1 para el sentido del voltaje.

    
respondido por el Damien

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