Amplificador diferencial de amplificador operacional simple

EDITAR: Gracias a todos, lo hice funcionar :ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora, si tan solo pudiera aceptar múltiples respuestas...

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¿La salida de este circuito de amplificador operacional es lineal en el voltaje de entrada? la ultima ecuacion A = R F R 1 parece implicar que la salida es lineal, pero cuando la simulé en multisim con una entrada de onda sinusoidal, la salida era una sinusoidal con una amplitud de 0,1 V o una onda cuadrada con una amplitud de 4 V para pequeños cambios en la amplitud de entrada. ¿Cómo puedo mantener la salida lineal?

Estoy tratando de amplificar una señal diferencial de 10 µV a 100 µV a al menos 1 V usando un amplificador analógico para poder medirla usando un ADC como el de un arduino. ¿Hay una manera más fácil de hacer esto con solo unas pocas partes?

Rango de frecuencia: 8Hz a 50Hz

El opamp que utilicé en multisim es OP497 (este fue el primero que encontré en el catálogo de multisim que tenía un paquete DIP)

editar: volteé el amplificador operacional y ahora la salida parece lineal, pero el voltaje de salida pico a pico es de solo 45 mV. ¿No debería ser mucho más alto que la entrada?

Entrada en el simulador: seno de 20 Hz a pico de 500 mV, compensación de 500 mV

Captura de pantalla :ingrese la descripción de la imagen aquí

No entraré en detalles, pero en general, los amplificadores operacionales son bastante ruidosos. Es posible que desee amplificar su señal utilizando componentes discretos como transistores.
El circuito debe ser lineal. Si publica una imagen del circuito que simuló, podríamos ver por qué obtuvo los resultados extraños que obtuvo. Qué modelo de amplificador operacional usó para la simulación y qué fuentes de alimentación usó, por ejemplo, podrían estar involucradas.
Además, cuál es el rango de frecuencia de su señal. ¿Cuál es la frecuencia máxima que necesita amplificar y necesita acoplar CC o no?
@JonnyBGood Pensé que los transistores se usaban generalmente para cambiar, por lo que la salida no sería lineal si se usara como amplificador. Quiero ver la forma de onda real de la entrada, por lo que el efecto del amplificador en la entrada debe ser predecible (lo ideal es que sea lineal).
@ThePhoton Agregué la captura de pantalla, la frecuencia y el modelo.
Es difícil saberlo con certeza debido a la resolución de la imagen esquemática, pero me parece que tienes comentarios positivos en lugar de comentarios negativos. Verifique que tenga una resistencia que conecte la terminal de salida del amplificador operacional a la terminal inversora (menos) y no a la terminal no inversora (+).
@AlfredCentauri De acuerdo, parece que tiene + y - mezclados. OP también necesita un sesgo de CC para no recortar la parte negativa de la forma de onda de CA.
@Madmanguruman Volteé el amplificador operacional y la entrada nunca es negativa, pero aún no amplifica la entrada.
Quizás a la simulación no le guste la entrada de CA flotante. Intente agregar una resistencia de 100 megas desde un lado de la fuente de CA al retorno del opamp.
Su circuito revisado ya no es un amplificador diferencial. es un inversor de ganancia -1... La entrada (+) está puesta a tierra.

Respuestas (4)

Creo que tiene su opamp "al revés" en su esquema, aunque es difícil saberlo con certeza debido a la resolución aproximada de la imagen. Pero parece que su divisor de retroalimentación está conectado a la entrada no inversora en lugar de a la entrada inversora.

Si es así, tiene algo así como un circuito de disparo Schmitt en lugar del amplificador de diferencia que pretendía.

"Abrir imagen en una pestaña nueva" y verás que lo hiciste bien. OP tiene el amplificador operacional configurado para retroalimentación positiva.

Tu circuito está mal. No puede esperar que la salida sea negativa cuando el suministro es de 0V y +5V. Los amplificadores operacionales no generan voltajes negativos por sí mismos.

Opción 1: Repara tu suministro. Suministre el opamp con -5V y +5V.

Opción 2: haga arreglos para que la salida oscile alrededor de +2.5V en lugar de tierra. Por ejemplo, podría dividir R3 en dos resistencias de 2kΩ. Conecte uno a tierra y otro a +5V. Esto genera un suministro de 2,5 V con una impedancia Thévenin de 1 kΩ.

Su gran desafío en el mundo real con una señal tan pequeña será el voltaje de compensación de entrada del amplificador operacional, que puede estar bien en los milivoltios para los amplificadores operacionales de uso general. Incluso los súper precisos como el LT1001 pueden tener decenas de microvoltios, que es una proporción significativa de su señal de entrada.

Si su señal de entrada no es lo suficientemente grande como para inundar el voltaje de compensación de entrada opamp, su fórmula de ganancia debe tener en cuenta la pérdida de señal causada por ella.

Otra respuesta sugirió el TC7650 . ¿Es 0.7μV lo suficientemente pequeño como para asumir que es 0? Si no, ¿cómo contabilizo eso?
Esto parece una buena parte. Imagine el voltaje de compensación como una fuente de CC en serie con una de las entradas, oponiéndose a su señal: su señal de CA tiene que superar ese nivel de voltaje antes de que el amplificador operacional lo "vea". Multiplique la compensación de entrada por la ganancia que ha programado y ese es su error de salida esperado debido a la compensación.

Es posible que desee considerar un amplificador operacional como el TC7652 , disponible en un paquete DIP, que tiene un voltaje de compensación de entrada típico de 0,7 µV (máx. 5,0). Si puede usar un dispositivo de montaje en superficie (SMD), entonces el MAX4239 (que viene en un paquete SOT23) tiene un voltaje de compensación de entrada típico de 0,1 µV (máx. 2,0).

Para R1 y R2, y Rf y Rg, usaría resistencias combinadas .

Solo puedo usar paquetes de agujeros pasantes, por lo que el TC7650 parece bueno. ¿Cómo simulo este amplificador operacional?
@Navin No he encontrado ningún modelo para este amplificador operacional, por lo que todo lo que puedo sugerir es que encuentre uno lo más parecido posible en términos de ganancia y otras características, y asuma un dispositivo ideal en términos de compensación de entrada ya que este es tan bajo. Nota: mientras buscaba un modelo de simulación para el TC7650, me encontré con el TC7652, que es idéntico al TC7650 pero tiene un ruido 10 veces menor y es solo un poco más caro ($ 5,54 en cantidades individuales). He actualizado mi respuesta con el mejor dispositivo.
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