Determinación de la ganancia de CC de un solo amplificador operacional (sin componente de CA)

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Estoy creando un programador PIC homebrew y quiero admitir dispositivos con voltajes Vpp variables, por lo que estoy usando la salida DAC de un PIC16F1825. Pero el PIC se suministra con un + 5V Vdd, por lo que es la salida máxima del DAC. Puedo usar un opamp para aumentar ese voltaje con un riel de + 12V disponible usando el siguiente circuito (no se muestra la etapa de opamp del búfer DAC):

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Lo que me ha desconcertado es cómo determinar la ganancia de voltaje en este circuito, aparte del ensayo y error con los valores R1 y R2. Idealmente, en este caso, me gustaría una ganancia de alrededor de 2.5 con señales referenciadas a tierra (la tierra real, no una virtual, como es típico en los amplificadores de CA de suministro único).

Para los amplificadores de CA de suministro dual normales, tengo una fórmula de 1+ (R2 / R1), pero eso no parece ser válido aquí.

Entonces, mi pregunta es: ¿existe una fórmula para determinar la ganancia producida con un R1 y R2 dados o, a la inversa, para determinar R1 y R2 para producir una ganancia dada?

(Probablemente podría lograr esto con un simple transistor, pero como de todos modos necesito el búfer DAC, tengo un opamp de repuesto disponible)

    
pregunta AndrewTPhoto

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Tengo una fórmula de 1+ (R2 / R1), pero no parece ser válida aquí.

Es perfectamente válido; \ $ \ dfrac {V_O} {V_I} = 1+ \ dfrac {R_2} {R_1} \ $

Piense en cómo funciona un amplificador operacional cuando se aplica una retroalimentación negativa; la salida, a través de R2 y R1, establece la entrada inversora para igualar el voltaje en la entrada no inversora. Al hacerlo, la salida debe ser mayor debido al potencial efecto de división de R1 y R2.

El op-amp es como un sistema servo. Establece un voltaje objetivo en Vin y la salida encuentra un nivel para que -Vin coincida casi exactamente con + Vin. Haciendo caso omiso de los errores de compensación de CC (aproximadamente en mV), la proximidad con la que la salida empuja las dos entradas se determina por la ganancia de bucle abierto que, para un amplificador operacional, es generalmente de aproximadamente 1.000.000 (esto puede ser más o puede ser menos dependiendo de el op-amp elegido).

Si R2 es 5 veces más grande que R1, entonces Vout es 6 veces más grande que -Vin. Si + Vin es 1 voltio, entonces la salida es 6 voltios para mantener las dos entradas al mismo voltaje (con un error debido a las pequeñas compensaciones de CC y la ganancia del amplificador operacional no es infinita).

    
respondido por el Andy aka

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