Comportamiento de amplificador operacional de suministro único con entrada de 0 V

Su comprensión de los amplificadores operacionales es fundamentalmente correcta, y como señala Olin, una salida sin carga puede muy bien acercarse a los rieles, pero muchas partes tendrán dificultades incluso sin carga.

Lo que quizás no entiendas son los modelos utilizados para la simulación, y estos varían considerablemente en detalle y precisión.

Esta nota de aplicación explica por qué la mayoría de los modelos de amplificador operacional son de tiempo continuo y por qué los modelos anteriores pueden no mostrar con precisión las limitaciones de la salida. También incluye algunos detalles sobre cómo estos modelos han evolucionado para brindar mayor precisión a las simulaciones.

Lo más interesante es que el modelo en sí mismo no tiene una relación real con la parte en términos del circuito real utilizado, ya que el modelo solo es representativo del comportamiento de la parte ; estos modelos rara vez modelan la respuesta de inicio (si alguna vez) que puede atrapar a los incautos. (Las salidas de dispositivo estabilizadas por Chopper pueden ser interesantes durante los primeros milisegundos).

Comprender las limitaciones de las herramientas de simulación es fundamental en ingeniería, y solo una comprensión profunda de las partes que se simulan (los amplificadores operacionales en este caso) lo salvarán de errores graves en los circuitos.

La simulación es para ayudarte a entender el rendimiento típico de una parte dada en una configuración dada para ayudar a evitar muchos problemas; Aún necesitas entender los fundamentos del dispositivo.

He visto modelos (dispositivos de TVS en ese caso) que no reflejaban la realidad y causaban mucha vergüenza cuando la caja se sometía a pruebas de rayos, porque el diseñador había creído ciegamente la simulación.

Básicamente tiene razón, excepto por la elección de 741 para usar en el rango de 0-5 V.

El 741 requiere espacio libre contra ambos suministros. Para operación de 0-5 V, una opción CMAM "riel a riel" es una opción mucho mejor. Una vez de la serie Microchip MCPxxxx es probable que sea un buen ajuste.

El circuito que muestra (aparte de, una vez más, una mala elección de opamp) es válido y es lo suficientemente común como para tener su propio nombre de "seguidor de voltaje". La ganancia de voltaje es básicamente 1, pero la impedancia de salida puede ser de órdenes de magnitud más baja que la entrada, lo que hace que este sea un truco útil en algunas circunstancias.

En cuanto a por qué el simulador no actúa como una parte real, no es una parte real. Aparentemente, esa restricción en el comportamiento de opamp no estaba codificada en ese simulador. Los simuladores son tan buenos como las personas que los escribieron y los usuarios que los manejan. Conéctate a un opamp real y obtén una intuición real sobre cómo se comportan estas cosas.

En su diagrama, a su amplificador operacional se le da efectivamente un riel de +/- 2.5V, y su entrada positiva con referencia a tierra sería -1.5V. No he echado un vistazo a la hoja de datos de lm741, pero tener 1 voltio de altura desde los rieles no parece demasiado sorprendente, así que esperaría que la salida de este circuito rastree la entrada bastante bien.

Dicho esto, la altura de los amplificadores operacionales disminuirá con un mayor consumo de corriente, por lo que si tuviera que cargar una carga mayor desde la salida al campo virtual, debería notar problemas si su entrada está demasiado cerca de cualquiera de los rieles. .

Si fuera a atar realmente su entrada a cualquiera de los rieles (en lugar de a 1 V CC) y extraer un par de mA de la salida, definitivamente debería ver que la salida no estará en el riel. Si este no es el caso, simplemente tienes un modelo malo. Tenga en cuenta que el LM741 fue uno de los amplificadores operacionales más antiguos y fundamentales que se haya diseñado, por lo que no me sorprendería si se modela como un amplificador operacional ideal.

reemplaza LM741 con LM358. LM741 no se puede utilizar en este caso