¿Por qué no se considera la dependencia de frecuencia de un amplificador operacional?

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Al derivar las funciones de transferencia de los circuitos OPAMP comunes, como un amplificador inversor, comenzamos con:

VOUT = A × (V + - V-)

Un amplificador operacional de dos etapas, por ejemplo, podría considerarse como un sistema de segundo orden. La ecuación anterior solo significa la ganancia de CC del amplificador. Esta ecuación no tiene en cuenta la dependencia de la ganancia de opamp en la frecuencia.

¿No debería considerarse la función de transferencia de los circuitos internos de OPAMP para un análisis preciso?

    
pregunta Aditya Patil

4 respuestas

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La función de transferencia del circuito interno de OPAMP no debería ser   considerado para un análisis preciso?

Para DC (bajas frecuencias) es poco probable porque, la mayoría de los ingenieros saben que la ganancia de bucle abierto del amplificador operacional con el que estarán familiarizados es de alrededor de 100 dB o más. Esta es una ganancia de 100,000 y para 1V en la salida, necesita un diferencial de entrada de 10 uV. Por lo general, esto es muy superior al error de voltaje de compensación de entrada, por lo tanto, para DC (bajas frecuencias) a nadie realmente le importa la función de transferencia.

Sin embargo, si tiene que hacer un amplificador de precisión de CC con una ganancia de 1000 hasta 20 kHz (plana a +/- 0,1 dB), entonces se queda atascado en las hojas de datos para ver cómo se ve la respuesta de bucle abierto. O simplemente utiliza el valor del producto de ancho de banda de ganancia para darle una idea razonable.

O simplemente comienza a simular en PSpice (o equivalente). Sin embargo, aún debes tener cuidado al usar sims.

    
respondido por el Andy aka
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A veces sí, a veces no. Depende de cuál sea tu aplicación.

La mayoría de las personas, incluso los ingenieros experimentados, utilizan la ecuación más sencilla que pueden usar para su aplicación.

Si desea amplificar una señal de CC, entonces esa ecuación es más que suficiente, asumiendo que está utilizando un amplificador que ya está compensado internamente para ser estable con cualquier ganancia, como la mayoría lo hace.

Si desea amplificar una señal de audio, algunas serán demasiado lentas, la mayoría serán lo suficientemente rápidas.

Si desea crear un filtro activo, entonces se sorprenderá de lo rápido que debe ser el amplificador para mantener la Q de su diseño.

    
respondido por el Neil_UK
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Sí o no, como siempre: depende de cuándo apliques la fórmula.

La electrónica no solo consiste en saber qué fórmula aplicar cuando, sino también cuándo se puede usar una fórmula simple (la de tu pregunta, donde el ancho de banda del opamp es infinito) o cuando necesitas una fórmula más compleja o incluso más sencilla. cuando necesitas considerar el ancho de banda del opamp.

Para un amplificador de instrumentación de CC (lento pero muy preciso), la fórmula anterior está bien, puedo ignorar el ancho de banda ya que mi amplificador es lento.

Para un amplificador de audio, podría meterme en problemas si quiero demasiada ganancia y el opamp no es muy rápido.

Para un opamp que estoy usando como un búfer para 100 Mega muestras / segundo, seguro que necesito considerar el ancho de banda del opamp.

Ver, depende.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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¿Por qué los amplificadores operacionales están equipados con valores de ganancia tan altos? La única razón es que, en este caso, las características de amplificación dependientes de la frecuencia de la unidad activa se pueden ignorar para muchas aplicaciones.

La razón detrás de este efecto es la "retroalimentación negativa" porque para valores de ganancia de bucle abierto (Aol) muy grandes, el comportamiento del bucle cerrado está determinado prácticamente solo por la red de retroalimentación. Pero tenga en cuenta que esta condición previa (Aol alto) se cumple suficientemente solo hasta un cierto límite de frecuencia (depende de la unidad específica y se especifica en la hoja de datos).

EDIT : Pero hay contra-ejemplos: Puedes diseñar filtros y osciladores activos sin ningún condensador externo. En este caso, es solo la ganancia Aol dependiente de la frecuencia la que determina las frecuencias de los polos (ancho de banda del filtro u frecuencias de oscilación). Sin embargo, estos circuitos solo tienen una relevancia práctica muy pequeña (debido a las grandes tolerancias) y solo tienen un valor "académico".

    
respondido por el LvW

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