Analizar los circuitos de op Amp no inversores

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Por John Santiago

Los usos matemáticos para el procesamiento de señales incluyen la amplificación no inversa y la amplificación inversa. Una de las aplicaciones de procesamiento de señales más importantes de los amplificadores de operación es hacer que las señales débiles sean más fuertes y más grandes.

Analizar un circuito básico de op amperios sin inversión

El siguiente ejemplo muestra cómo la retroalimentación afecta el comportamiento de entrada-salida de un circuito de amplificador operacional. Considere este circuito de muestra, que primero muestra la entrada conectada a la entrada no inversor. Se dispone de una trayectoria de realimentación desde el circuito de salida que conduce a la entrada de inversión.

La fuente de voltaje vS se conecta a la entrada no inversor vP:

Primero tienes que encontrar el voltaje en la entrada de inversión para que puedas averiguar cómo se relacionan los voltajes de entrada y salida. Aplicar la ley actual de Kirchhoff (KCL) en el Nodo A entre las resistencias R1 y R2.

Recordemos que la ley actual de Kirchoff (KCL) dice que la suma de las corrientes entrantes es igual a las corrientes salientes.

La aplicación de KCL le da:

En el lado de salida del amplificador op, la corriente de inversión iN es igual a cero porque tiene una resistencia infinita en la entrada de inversión. Esto significa que toda la corriente que pasa por la resistencia R2 debe pasar por la resistencia R1. Si la corriente es la misma, R1 y R2 deben conectarse en serie, lo que le permite

Debido a que las resistencias R1 y R2 están conectadas en serie, se puede utilizar la división de voltaje. La división de voltaje le da la relación de voltaje entre la entrada de inversión vN y la salida vO:

La entrada invertida vN y la entrada no invertida vP son iguales para los amplificadores op ideales. Así que aquí está el vínculo entre el voltaje de la fuente de entrada vS y el voltaje de salida vO:

Ahora tiene la relación entre la salida de tensión y la fuente de entrada:

Acaba de aumentar la tensión de entrada vS asegurándose de que la relación de las dos resistencias es mayor que 1. Para aumentar el volumen de la señal de entrada, la resistencia de realimentación R2 debe tener un valor mayor que la resistencia de entrada R1. ¡Pan comido! Por ejemplo, si R2 = 9 kΩ y R1 = 1 kΩ, entonces usted tiene el siguiente voltaje de salida:

Has amplificado el voltaje de entrada en diez. ¡Increíble!

Analice un amplificador operativo no inversor único: un seguidor de voltaje

Un caso especial del amplificador no inversor es el seguidor de tensión, en el que la tensión de salida sigue en paso de bloqueo con cualquiera que sea la señal de entrada. En el seguidor de tensión mostrado aquí, el vS se conecta al terminal no inversor.

Puedes expresar esta idea de la siguiente manera

También puede ver que la salida vO está conectada al terminal de inversión, de modo que

Un amplificador operativo ideal tiene el mismo voltaje de inversión y de no inversión. Esto significa que las dos ecuaciones anteriores son iguales. En otras palabras

También se puede ver el seguidor de tensión como un caso especial del amplificador no inversor con una ganancia de 1, porque la resistencia de realimentación R2 es cero (un cortocircuito) y la resistencia R1 es infinita (circuito abierto):

La tensión de salida vO es igual a la tensión de la fuente de entrada vS. La ganancia de voltaje es 1 donde el voltaje de salida sigue al voltaje de entrada. Pero un trozo de alambre también da una ganancia de 1, así que, ¿de qué sirve este circuito? Bueno, el seguidor de voltaje proporciona una forma de unir dos circuitos separados sin que se afecten entre sí.

Cuando se afectan mutuamente de una mala manera, eso se llama cargar. Un seguidor de voltaje resuelve el problema de carga.

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