Tengo este circuito:
Es un op-amp básico que V_out será como:
$$ V_ {out} = -V_ {in} \ frac {R_2} {R_ {in}} $$
pero no puedo encontrar V_ {in} y R_ {in}.
Simulando, sé que, si R1 = R2 = R3, entonces V_out = V_1 + V_2, pero ¿qué sucede cuando R1 no es lo mismo que R2 o R3?
¡Gracias!
Su circuito es un ejemplo de un amplificador sumador .
Puede encontrar este recurso útil para comprender más sobre ellos, y armado con el término adecuado, Google será un buen amigo :)
Tenga en cuenta que su \ $ V_ {in} \ $ siempre será 0, a menos que de alguna manera conduzca el amplificador operacional a la saturación. Dado que la entrada no inversora (+) está conectada a tierra, la entrada inversora se convierte en una llamada "tierra virtual". Entonces, tu ecuación no es correcta para esta configuración.
Sus resultados experimentales van en la dirección correcta. Creo que encontrará que la proporción de \ $ R_3 \ $ a \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ determina un factor de escala para la salida.
El Vin en su diagrama no se corresponde con el Vin en la fórmula: -
Vin(comosemuestraensudiagrama)eslatierravirtual(opuntodesuma)delamplificadoroperacionalyadquiereunvoltajequeesexactamenteelmismoqueelvoltajeenlaentradanoinversorateóricamente.Entonces,Vinensudiagramaes0V,tienequeser0Venunamplificadoroperacionalteórico.Enlapráctica,losamplificadoresoperacionalessiguensiendounnúmeromuypequeño,quizásunospocosmilivoltiosdiferentesa0V(0Venlaentradanoinversora).
Consideratufórmula,estecircuitoseaplicaríamejor:-
Enloanterior,leaR\$_F\$comoR2enlafórmula.Noesunamplificadordesuma,peroessencilloconvertirlafórmulaquetieneparaincluirunaentradaadicional:-
1) En su esquema, elimine V2 y R1, solo por ahora. Luego $$ V_ {out} = -V_ {in} \ frac {R_3} {R_2} $$ En otras palabras, V1 es la entrada, y la resistencia conectada a ella es Rin.
2) Antes de que intentes ejecutar eso, te aconsejo cambiar V3 y V4 a un valor inferior a 10k voltios. Como mil veces menos. Prueba 15.
3) Con R3 en 10k, y R2 en 1k, y V1 en 5 voltios, su salida nominal será de 50 voltios. Esto no es exactamente factible con suministros de 15 voltios. Y más de unos 22 voltios matarán a 741.
Como V1 y V2 tienen ambos 5 voltios, puede reemplazarlos con un solo suministro de 5 voltios, y luego R1 y R2 se conectarán en paralelo, por lo que su resistencia total será:
$$ Rt = \ frac {R1 \ times R2} {R1 + R2} \ text {ohms} $$
Por lo tanto, su dibujo, con R1 y R2 reducidos a una sola resistencia, el opamp suministra reducidos de más y menos 10000 voltios a más y menos 10 voltios, y Vin ubicado correctamente, debería tener este aspecto:
A continuación, el trabajo de un operador es hacer lo que sea necesario para obligar a ambos terminales de entrada a estar a la misma tensión y, en este caso, dado que la entrada + (no inversora) está conectada a tierra, la salida oscilará a cualquier voltaje que sea necesario para hacer que el terminal llegue a cero voltios.
Ese voltaje será:
$$ Vout = -Vin \ times \ frac {R2} {R1} = -5V \ times \ frac {10k \ Omega} {500 \ Omega} = -100 \ text {volts} $$
El problema es que, dado que los suministros son de más y menos 10 voltios, la salida del opamp irá tan negativa como sea posible, por lo que rondará en algún lugar por debajo de los 10 voltios.
Las soluciones son obtener un suministro de alto voltaje y suministros de alto voltaje, reducir Vin al punto donde Vout está a un voltaje razonable, o cambiar la relación de R2 a R1 para que con Vin a 5 voltios Vout estar a un voltaje razonable.