Cálculo de la ganancia de un simple amplificador operacional utilizando KCL

0

Por lo tanto, estoy teniendo algunos problemas para calcular la expresión para la ganancia o, \ $ \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} \ $, para el circuito de Op-Amp dado abajo. He llegado al punto en el que he escrito las ecuaciones KCL para este circuito.

Lo que tengo hasta ahora es que la salida actual del Op-Amp, \ $ i_0 \ $, se divide en \ $ i_1, i_2, i_3 \ $, que pasan por \ $ R_2 \ $, \ $ V_o \ $, y \ $ R_3 \ $ respectivamente.

Podemos ver claramente \ $ i_0 = i_1 + i_2 + i_3 \ $.

En cuanto a desarrollar las ecuaciones de KCL, he calculado \ $ i_3 \ $, pasando por \ $ R_3 \ $ que he derivado como \ $ i_3 = \ frac {V_ {GND} - V_0} { R_3} = \ frac {V_0} {R_3} \ $ y similarmente podemos reducir \ $ i_0 = i_1 + i_2 + i_3 \ rightarrow i_0 = i_2 + i_3 \ $. Esto se debe a que \ $ i_1 = i_n \ $ que es la corriente en el nodo negativo del amplificador operacional, que sabemos que la corriente en cualquier nodo, \ $ i_n \ $ o \ $ i_p \ $ debe ser cero.

En este punto, estoy atascado produciendo las ecuaciones necesarias para \ $ i_2 \ $ (que depende de los voltajes \ $ V_0 \ $ o \ $ V_ {in} \ $ que conocemos), en la Resto de la circuitería general. ¡Cualquier y toda ayuda para poner en orden estas ecuaciones sería muy apreciada!

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta seathebee

2 respuestas

2

El truco que te perdiste (creo) es que, dado que esta opamp está en un bucle de retroalimentación negativa, puedes asumir que el voltaje entre las entradas + y - de la opamp es cero .

Teóricamente puedes explicar esto suponiendo que el opamp tiene una ganancia infinita, por lo que Vout = (Vin + - Vin-) * infinite. Esto hace que la tensión de salida pueda tener cualquier valor para la tensión de entrada = cero .

Con esa suposición (voltaje en Vin- = cero , porque Vin + está conectado a tierra) y al darse cuenta de que no fluye corriente dentro o fuera de las entradas del opamp, ahora es mucho más fácil calcular las corrientes y luego la función de transferencia.

    
respondido por el Bimpelrekkie
1

Parece que has usado un sledgehmammer, pero te has perdido la tuerca.

De las varias cosas que sabemos sobre un opamp (OK, un ideal opamp) cuando funciona de forma lineal ...

a) las corrientes de entrada son cero (por lo tanto, I_r1 = I_r2, al menos en magnitud)
b) la tensión entre las entradas es 0
c) puede entregar cualquier corriente de salida

Así que sabemos el voltaje en ambos extremos de R1

... así que sabemos que es actual

... así que sabemos la corriente de R2

... así que sabemos el voltaje de salida

trabajo realizado

La tuerca salpicará a pulpa si la golpeas con KCL, pero debes hacerlo en el lugar correcto, al menos sabes la forma más sencilla de hacerlo ahora para realizar una comprobación cruzada.

    
respondido por el Neil_UK

Lea otras preguntas en las etiquetas