Electrónica componentes: amplificadores de bucle cerrado

Circuitos de bucle abierto op-amp no son muy útiles como amplificadores electrónicos porque están tan fácilmente saturados. Para hacer un amplificador operacional útil como un amplificador, debe utilizar en un circuito de realimentación, lo que reduce la ganancia a una cantidad más manejable de modo que los voltajes de entrada que son utilizables (e incluso mensurable!) se pueden amplificar de manera fiable.

Usted probablemente ya está familiarizado con el concepto de retroalimentación. Usted probablemente ha sentado en un auditorio escuchando a alguien hablar en un sistema de megafonía, cuando de repente un chillido penetrante salió de los altavoces. Ese grito fue retroalimentación. En el caso de la megafonía, el micrófono recogió parte de la salida de los altavoces y la envió de vuelta a través del amplificador de nuevo. El resultado fue un chillido agudo molesto.

No todo regeneración es malo, sin embargo. En un circuito amplificador amplificador operacional, la retroalimentación se utiliza para reducir el enorme lazo abierto amplificación de ganancia para una ganancia más manejable, como 10. Para ello, la señal de salida se realimenta a la entrada a través de la V₊ Terminal. Una resistencia se utiliza para reducir la tensión que se realimenta a la entrada.

Este tipo de circuito se denomina amplificador de bucle cerrado porque existe una trayectoria de circuito cerrado entre la salida y la entrada. (Ahora se entiende por qué un circuito amplificador operacional sin el bucle de retroalimentación se denomina amplificador de bucle abierto.)

La configuración más común op-amp se llama amplificador inversor porque el voltaje de la salida es opuesta a la tensión de la entrada.

En un circuito amplificador inversor, la señal de entrada se abre camino a través de un resistor en su camino hacia la V _- de entrada, y la salida se conecta en bucle de vuelta a la entrada V- a través de un segundo resistor. Estas resistencias se designan R1 y R2. Usted puede calcular fácilmente la ganancia total de voltaje del circuito mediante el uso de esta fórmula:

En este caso, la ganancia se designa A_CL (CL representa bucle cerrado).

Si R1 es 1 y R2 es k 10 k, la ganancia de tensión del circuito será -10. Entonces, si la tensión de entrada es 0,5 V, el voltaje de salida será -5 V (0,5 -10).

Tenga en cuenta que se requiere que el signo negativo en un circuito amplificador de inversión, por lo que las entradas positivas dan resultados negativos, y viceversa.

Un amplificador de bucle cerrado también puede ser diseñado como una amplificador no inversor en el que no se invierte la tensión de salida. Para ello, sólo tiene que invertir las entradas. En lugar de conectar la tensión de entrada a V_- través de una resistencia de puesta a tierra y V₊, usted molió V_- través de una resistencia y conectar la tensión de entrada a V₊. El circuito de realimentación es el mismo: la salida se conecta a la entrada V- través de la resistencia R2.

La fórmula para el cálculo de la ganancia para un amplificador no inversor es un poco diferente de la fórmula para un amplificador inversor:

Si R1 es 1 y R2 es k 10 k, la ganancia es de 11. Por lo tanto, una tensión de entrada de 0,5 V dará lugar a una tensión de salida de 5,5 V.