La hoja de datos LM358 dice que solo puede hundir un par de decenas de µA cuando la salida está cerca de 0 V (consulte la página 6, corriente de salida / sumidero).
Si verifica los esquemas internos (página 13) esto es bastante obvio (Q13 no puede sacar la salida por debajo de 1 Vbe). Esto no es un verdadero riel a riel. Solo puede ir a 0 V si la carga es algo así como una resistencia conectada a tierra, en este caso el opamp no tiene que hundir ninguna corriente, por lo que funciona.
En su esquema, cuando la salida está a 0 V, la salida opamp tendrá que hundir 1.65V / 10kOhm = 165µA, que es demasiado.
Necesita un verdadero riel a riel, o valores de resistencia de realimentación más grandes (lo que aumentará el ruido debido a la corriente de polarización).
Nota: LM358 se introdujo en 1972. Todavía se produce porque funciona bien en su dominio de aplicación y es muy barato. Es un clásico atemporal. Sin embargo, las operaciones reales de ferrocarril a ferrocarril que realmente funcionan bien son un desarrollo mucho más reciente. No espere que se compare con un 50% moderno de RRIO ... también, 50 centavos es muy caro en comparación con el precio de LM358 ...