¿Cómo se agrega / resta la salida del amplificador operacional del voltaje de entrada en retroalimentación positiva / negativa?

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A diferencia de la corriente, no entiendo cómo los voltajes se suman o cancelan entre sí.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Con retroalimentación negativa, Vout intentará hacer que V- y V + sean iguales pero 'quitando' o 'agregando' voltaje a la entrada inversora.

Tienes esta ecuación esencial para el amplificador operacional: $$ V_ {out} = A_0 (V _ + - V _-) $$ Debido a que la salida está conectada a la entrada inversora, ahora tiene: $$ V_ {out} = A_0 (V_ + fV_ {out}) $$

$ V_ {out} $ puede ser menor que $ V _ {-} $. Pero mi pregunta es cómo quita o agrega Vout a la V- para que sea igual a V +.

    

1 respuesta

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Si y solo si el voltaje de salida del amplificador operacional \ $ V_ {out} \ $ es la fuente de voltaje solo que está activando (conectada a) la entrada inversora del amperio operacional \ $ V _ {-} \ $, luego a través de una simple manipulación algebraica de la ecuación \ $ V_ {out} = A_ {0} (V _ {+} - V _ {-}) \ $ tenemos,

$$ V_ {out} = A_ {0} (V _ {+} - V _ {-}) \\ = A_ {0} V _ {+} - A_ {0} V _ {-} \ biggr \ rvert_ {V _ {-} = V_ {out}} \\ = A_ {0} V _ {+} - A_ {0} V_ {out} \\ \ Rightarrow V_ {out} + A_ {0} V_ {out} = A_ {0} V _ {+} \\ \ Rightarrow V_ {out} (1 + A_ {0}) = A_ {0} V _ {+} \\ \ Rightarrow V_ {out} = \ frac {A_ {0}} {1 + A_ {0}} V _ {+} \ biggr \ rvert_ {A_ {0} \ gg 1} \\ \ Rightarrow V_ {out} \ approx V _ {+} $$

En este caso, \ $ A_ {0} \ $ es la ganancia de voltaje en bucle abierto del amplificador operacional. A bajas frecuencias (cerca de DC) y para un amplificador operacional "típico", el valor de \ $ A_ {0} \ $ 'puede estar en el rango \ $ 10 ^ {5} -10 ^ {6} \, V / V \ $, en cuyo caso \ $ A_ {0} \ gg1 \ $ y el resultado aproximado \ $ V_ {out} \ approx V _ {+} \ $ es válido.

Tenga en cuenta que si dos fuentes de voltaje diferentes, por ejemplo, \ $ V_ {X} \ $ y \ $ V_ {out} \ $, están conectadas directamente al mismo nodo del circuito, por ejemplo, el terminal de entrada de inversión del amp op. V _ {-} \ $, las dos fuentes de voltaje lucharán entre sí por el control del voltaje en ese nodo. Como mínimo, el sistema será inestable, y es muy probable que una o ambas fuentes de voltaje terminen fallando catastróficamente.

    
respondido por el Jim Fischer

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