Subrayando la retroalimentación negativa [duplicado]

Allenph: para comprender los "secretos" de la retroalimentación negativa, no debe complicar las cosas aplicando voltajes de suministro asimétricos. La operación bipolar clásica se basa en voltajes de alimentación dual. Por lo tanto, reemplace GND1 por -Vcc.

Ahora, veamos otro ejemplo: R1 = 2k y R2 = 1k. ¿Qué ocurrirá con Vin = 1 Volt ?

1.) Al principio (debido a que el opamp no puede reaccionar sin demora de tiempo) la tensión de salida será a + Vcc o -Vcc (tensión de alimentación activada). Supongamos Vout (t = 0) = - Vcc = -6 V.

2.) Es simple calcular (regla de superposición) que el voltaje en el terminal inversor será Vn (t = 0) = 1 * 2/3 - 6 * 1/3 = -4/3 V .

3.) Por lo tanto, Vn es negativo y debido a la operación de inversión de la pantalla, el voltaje de salida tiende a ir a valores positivos (menos negativos). Como consecuencia, la tensión Vn también aumentará (de valores negativos a positivos).

4.) Sin embargo, entre el valor inicial de Vn (t = 0) = - 4/3 V y cualquier valor positivo, habrá un solo valor positivo para Vn (t) (en el rango µV) que cumple con la ecuación Vout (t) = Vn (t) * Ao (Ao es la ganancia de bucle abierto de opamps). En este contexto, es importante darse cuenta de que no hay una acción de "conmutación": el voltaje Vout cambia su valor en un tiempo breve, pero finito.

5.) Ahora, el opamp está en operación LINEAR en un punto que es el único que cumple la ecuación anterior. Por lo tanto, tenemos un estado de equilibrio que da un voltaje de salida fijo.

6.) Para el cálculo de esta tensión de salida (punto de polarización), ignoramos los microvoltios en Vn en el conjunto Vn = 0 (principio de tierra virtual).

7) Ahora, es fácil encontrar la tensión de salida Vout para los valores dados (Vin = 1V, Vn = 0, R1 / R2 = 2): Vout = -2V.

8.) Por lo tanto, tenemos una ganancia de G = -R1 / R2 = -2 (asumiendo el ideal de opamp con Ao infinito).

Comentario: Si configurara Vn = ... µV en lugar de Vn = 0, la diferencia entre ambos resultados sería menor que las tolerancias reales de las resistencias.

Solo le daré una oportunidad y espero que pueda facilitarte la comprensión.

Ahora sabes que un Op-Amp esencialmente multiplica la diferencia entre las 2 entradas por una ganancia infinita. Entonces, si el circuito no contara con retroalimentación, entonces, teóricamente, la salida = G (V1-V2) - G es la ganancia.

Ya que en los circuitos no deseamos usarlo para una ganancia infinita, e intente usarlo para una ganancia finita, digamos 2x, por lo que ahora necesitamos hacer cambios en el circuito para permitirnos controlar la ganancia. Las resistencias que se agregan son esencialmente para eso.

Ahora considere el circuito de su pregunta, he agregado las etiquetas A y B para recorrer.

Lasalidadelcircuitosinretroalimentación,será

Vout=G(Vin)

Ahora,yaqueretroalimentamosesasalidaalaentradaatravésdeldivisordevoltaje.Habráalgunoscambios.

Enprimerlugar,laregladeorodelosamplificadoresoperacionalesesqueimpulsalasalidaaunvoltajeparaquelas2entradasseaniguales,esdecir,A,yelvoltajeenotraentrada(queesGND).Asíquetendremosalgocomoesto

Ahora note que el voltaje en A será 0. (La entrada inversora se forzará a ser 0 para coincidir con la entrada en el terminal no inversor). Y las corrientes i1 (que fluyen desde la entrada a través de R2 a A) e i2 (desde Vout a través de R1 a A) se sumarán a cero.

Por lo tanto i1 + i2 = 0

es decir. Vin / R2 + Vout / R1 = 0

Por lo tanto, al resolver esto, obtenemos: Vout / Vin = -R1 / R2 que es esencialmente la ecuación de retroalimentación para este circuito.

Espero que esto responda lo que estabas preguntando.

Sus dos puntos son más un descriptor de un comparador que un amplificador operacional. Un amplificador operacional es muy similar a un comparador, pero tiene una rampa de voltaje incorporada en la salida. De esta manera, si la entrada no inversora es más alta que la inversa, la salida comenzará a subir muy rápidamente.

En lo que respecta a su circuito, puede pensar que el amplificador operacional "quiere" hacer que las dos entradas sean iguales en voltaje. Si + es mayor que -, el amplificador operacional aumentará, lo que aumentará, y viceversa, hasta que + y - sean iguales o el amplificador operacional alcance uno de sus rieles eléctricos.

Imagina que aplicas un voltaje positivo a la entrada. La - entrada será mayor que el +, por lo que la salida comenzará a disminuir. Esto continuará hasta que el valor en la entrada - alcance 0, porque aplicó 0 en la entrada positiva. Si R1 es mayor que R2, entonces la salida tendrá que pasar a (-R1 / R2) veces la entrada para que las dos entradas sean iguales. Aquí es de donde viene la ganancia.

En general, debemos hablar de dos tipos de ganancias: la bucle abierto y ganancia del bucle cerrado .

La ganancia de bucle abierto es la misma que la referencia que haces cuando dices un número casi infinito . La ganancia de bucle cerrado se relaciona con la ganancia de bucle abierto con la red de retroalimentación .

En el circuito que propones, la red de retroalimentación está formada por resistencias \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $.

Básicamente, si \ $ A \ $ es la ganancia de bucle abierto, la ganancia de bucle cerrado es

\ $ A_f = \ dfrac {A} {1+ \ beta \ cdot A} \ $

donde \ $ \ beta \ $ es la función de transferencia de la red de comentarios, en este caso

\ $ \ beta = \ dfrac {R_2} {R_1 + R_2} \ $

Si la ganancia de bucle abierto \ $ A \ gg 1 \ $, la ganancia de bucle cerrado

\ $ A_f \ approx \ dfrac {1} {\ beta} = 1 + \ dfrac {R_1} {R_2} \ $

Conclusión: si \ $ A \ $ es muy alto, la ganancia del amplificador es independiente del OPAMP y puede establecerse mediante la red de retroalimentación.