Mejor respuesta
Aquí hay algo de mis estudios de Nivel 3 ..
En la operación – Circuito amplificador siempre que tengamos dos entradas de -12v y + 12v. La salida del amplificador operacional está limitada por la fuente de alimentación, no podemos obtener más de lo que ingresa la fuente. En este caso, el amplificador operacional solo puede dar 24Vpp en una situación ideal. Pero en la práctica, el amplificador operacional probablemente no podrá emitir exactamente hasta 24 Vpp. El punto donde la salida no puede ser mayor se llama punto de saturación.
Para controlar la ganancia del amplificador operacional, se usa una resistencia de retroalimentación en este circuito. Si simplemente ingresara señales en el amplificador operacional sin una resistencia de retroalimentación, se saturaría en los rieles de suministro ya que amplifica la diferencia de voltaje entre los pines + y -. Esto se debe a que un amplificador operacional ideal tiene una ganancia infinita. (En realidad, la ganancia no es infinita pero sigue siendo muy alta). Por lo tanto, la retroalimentación forma parte de la salida amplificada de la entrada, de modo que la ganancia está mucho más limitada por la retroalimentación que es mucho más predecible que la ganancia de bucle abierto, que es más difícil de controlar. Entonces, la retroalimentación se usa para:
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Definir cuál será el voltaje del amplificador operacional. (Para controlar la ganancia)
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Se opone o resta a las señales de entrada dándole muchas ventajas en el diseño y estabilización de sistemas de control
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Si la salida del sistema cambia por alguna razón, la retroalimentación negativa afecta la entrada de tal manera que contrarresta el cambio.
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Tiene efectos de reducción de la distorsión, ruido, sensibilidad a cambios externos, así como mejorar el ancho de banda del sistema y las impedancias de entrada y salida.
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Reduce la ganancia de voltaje.
En conclusión, si tenemos un amplificador operacional con entradas de +12 y -12 voltios con la ganancia de voltaje dada de 100 (Av = R2 / R1) debido al R2 (100KΩ) y R1 (1kΩ) el voltaje de entrada máximo que podríamos usar para este circuito es 120Mvp, lo que nos daría nuestro máximo de 12vp de salida en una situación ideal (en realidad, para un amplificador operacional como el 741, el voltaje de entrada máximo sería de alrededor de 110Mvp, lo que le daría un valor de salida máximo de alrededor de 22Vpp). Entonces, si aplica 200mvp, la salida del amplificador operacional entrará en saturación ya que la salida requerida de esta entrada sería 20vp que excede el Vcc de 12 Voltios.
La distorsión también puede ocurrir al aumentar la ganancia de amplificador operacional ya que reduce el ancho de banda (frecuencia) del amplificador operacional debido al producto de ancho de banda de ganancia (GBP). Relativamente, cuando está cambiando uno de estos parámetros, debe verificar el otro, ya que podría causar distorsión cuando cambia el ancho de banda o la ganancia.
Respuesta
Para responder a esto, tenemos para hacer algunas suposiciones idealizadoras (por lo que nuestro amplificador operacional no ideal tiene algunas propiedades ideales). Para empezar, asumiré que
- La salida puede oscilar desde -10V a + 15V,
- Las entradas pueden estar en cualquier potencial entre -10V y + 15V, y
- La ganancia de lazo abierto es constante por debajo de los límites operativos anteriores.
Ningún amplificador operacional físicamente confiable cumple con estas condiciones, aunque algunas de las Los mejores amplificadores operacionales con riel a riel entradas y se acercan mucho.
A continuación, recordamos que los amplificadores operacionales son diferencial amplificadores : la salida es igual a la ganancia de bucle abierto multiplicada por el potencial diferencia entre las entradas inversoras y no inversoras, no en los potenciales absolutos en ninguna de las entradas (siempre que el potencial en cualquiera de las entradas no exceda los rieles de suministro):
Vout = Aol * Vdif.
Si ambas entradas son e a iguales potenciales, el voltaje de salida es 0V. Así que primero supongamos que ambas entradas están a -10V. para obtener la salida a + 15V, tenemos que aumentar la entrada no inversora en 15/20000 = 750uV (a -9.99925V). Si en cambio dejamos la entrada no inversora a -10V, podemos obtener una salida de -10V elevando la entrada inversora en 10/20000 = 500uV (a -9.9995V).
De la misma manera, si ambas entradas están a + 15V la salida será a 0V. En este caso, para obtener la salida a + 15V, tenemos que bajar la entrada inversora en 750uV (a 14.99925V), y para obtener una salida de -10V dejaríamos la entrada inversora a + 15V y dejaríamos caer la entrada no inversora en 500uV (a 14.9995V).
Hay otras formas de responder a esta pregunta, especialmente si se está utilizando un amplificador operacional real. En la práctica, rara vez usamos amplificadores operacionales en bucle abierto, especialmente porque la ganancia de bucle abierto nunca es constante. Es mucho más práctico utilizar circuitos cerrados con retroalimentación negativa para lograr una ganancia estable.