Amplificadores Operacionales. Amplificador diferencial

...

Cuando [pic 31][pic 32][pic 33] y [pic 34][pic 35][pic 36] , La ganancia diferencial es

y

Cuando [pic 37][pic 38][pic 39] y [pic 40][pic 41][pic 42] la ganancia diferencial es A = 1 y el circuito actúa como un seguidor diferencial:

Se utiliza como un amplificador separador para eliminar los efectos de carga (por ejemplo, la conexión de un dispositivo con una alta impedancia de la fuente a un dispositivo con una baja impedancia de entrada).

[pic 43][pic 44][pic 45] (Realista, la impedancia de entrada diferencial del propio amplificador, 1 MW a 1 TΩ)

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Seguidor de tensión

Amplificador sumador

Integrador inversor

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Debido a la (es decir, la ganancia unitaria) retroalimentación fuerte y ciertas características no ideales de los amplificadores operacionales reales, este sistema de retroalimentación es propenso a tener márgenes de estabilidad pobres. En consecuencia, el sistema puede ser inestable cuando se conecta a las cargas suficientemente capacitivos. En estos casos, una red de compensación de retardo (por ejemplo, la conexión de la carga al seguidor de tensión a través de una resistencia) se puede utilizar para restablecer la estabilidad. La hoja de datos del fabricante para el amplificador operacional puede proporcionar una guía para la selección de los componentes de redes de compensación externos. Alternativamente, otro amplificador operacional puede ser elegido que tiene compensación interna más apropiado.

[pic 46]

Un amplificador sumador sumas varios voltajes (ponderadas):

Cuando [pic 47][pic 48][pic 49][pic 50][pic 51][pic 52][pic 53] y [pic 54] independiente

Cuando [pic 55][pic 56][pic 57][pic 58][pic 59][pic 60][pic 61]

La salida se invierte

Impedancia de entrada del n ° de entrada es[pic 62][pic 63][pic 64] ([pic 65] es una tierra virtual)

Se integra la señal (invertida) con el tiempo

(dónde [pic 66] y [pic 67][pic 68] son funciones del tiempo, [pic 69][pic 70][pic 71][pic 72]es la tensión de salida del integrador en el instante t = 0.)

Tenga en cuenta que esto también se puede ver como un filtro electrónico de paso bajo. Es un filtro con un único polo en DC (es

decir, donde

) Y la ganancia.

Hay varios problemas potenciales con este circuito.

Por lo general, se supone que la entrada

tiene componente

continua cero (es decir, tiene un valor promedio de cero). De lo contrario, a menos que el condensador se descarga periódicamente, la salida se deriva fuera del intervalo operativo del amplificador operacional.

Incluso cuando [pic 73] no ha compensado, las corrientes de fuga o sesgos en las entradas del amplificador operacional puede añadir una inesperada tensión de offset de [pic 74] que hace que la salida a la deriva. Equilibrio de las corrientes de entrada y la sustitución de la no­inversora ([pic 75]) Cortocircuito a tierra con una resistencia con la resistencia [pic 76] puede reducir la gravedad de este problema. Debido a que este circuito no proporciona ninguna realimentación de CC (es decir, el condensador aparece como un circuito abierto para las señales con [pic 77][pic 78][pic 79]), El desplazamiento de la producción no puede estar de acuerdo con las expectativas (es decir, [pic 80][pic 81][pic 82][pic 83] puede estar fuera del control del diseñador con la presente circuito).

Muchos de estos problemas se pueden hacer menos grave por la adición de un gran resistor[pic 84]en paralelo con el condensador de realimentación. En significativamente altas frecuencias, esta resistencia tendrá un efecto insignificante. Sin embargo, a bajas frecuencias donde hay problemas de deriva y el desplazamiento, la resistencia proporciona la retroalimentación necesaria para mantener la producción estable en el valor correcto. En efecto, esta resistencia reduce la ganancia de corriente continua del "integrador" ­ que va desde infinito a un valor finito[pic 85][pic 86].

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[pic 87]

Que diferencia la señal (invertida) con el tiempo.

Diferenciador

Tenga en cuenta que esto también se puede ver como un filtro

electrónico de paso alto. Es un filtro con un único cero en DC (es decir,

inversor

donde

) Y la ganancia. Las características de paso alto de un

amplificador de diferenciación pueden conducir a un comportamiento

inestable cuando el circuito se utiliza en un bucle de servo analógico.

Por esta razón, el funcionamiento del sistema pueda ser re­formulado

para usar integradores.

Combina la impedancia de entrada muy alta, alta rechazo de modo común, de

bajo desplazamiento DC, y otras propiedades utilizado en la fabricación,

Amplificador de

mediciones muy precisas de bajo ruido

instrumentación

Se realiza por adición de un tampón no inversora a cada entrada del

amplificador diferencial para aumentar la impedancia de entrada.

En esta configuración, la tensión de entrada se aplica a través del resistor