amplificador operacional con suministro único: no se produce ganancia de circuito no inversor

Estoy tratando de aumentar una señal de 12V a alrededor de 100-120V usando un amplificador operacional de un solo voltaje de suministro de 12V 5A (ganancia de aproximadamente 10). Sin embargo, parece que no puedo hacer que funcione. En este momento, solo estoy tratando de hacer que un elemento piezoeléctrico sea más fuerte (con la esperanza final de hacer una bomba con él).

Probé 3 amplificadores operacionales diferentes, pero en aras de la simplicidad, solo hablaré de uno de ellos, el LM324 (para una bomba, supongo que necesitaré uno que tenga una velocidad de respuesta más alta)

Estoy tratando de seguir el esquema de ganancia sin inversión de este PDF (sección 2.1 en la página 6).

Aquí hay una lista de todo en mi circuito (una imagen de Fritzing está debajo)

  • arduino uno
  • fuente de alimentación de 12V 5A
  • amplificador operacional (LM324)
  • Elemento piezoeléctrico
  • Condensador cerámico (100nF)
  • R1 = resistencia de 1K ohmios
  • R2 = resistencia de 10K ohmios
  • R3 = resistencia de 10K ohmios
  • R4 = resistencia de 10K ohmios

Si el pin arduino solo envía una señal alta, cuando mido el voltaje que sale del opamp, obtengo 11.01V de Vout. Con R2 cambiado a 2K ohmios, obtengo 10.9V.

Si cambio el código adruino a un ejemplo de parpadeo modificado con el comando "delayMicroseconds" en lugar del comando "delay"...

configuración vacía () {
pinMode (3, SALIDA); }

bucle vacío () {
digitalWrite (3, ALTO); retrasoMicrosegundos(800);

escritura digital (3, BAJO);
retrasoMicrosegundos(800);}

... con una resistencia de 10K mido 5.7V, y con una de 2K obtengo 10.8V.

¿He conectado algo mal, el valor del capacitor no es lo suficientemente alto o estoy exigiendo demasiado de este opamp?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Respuestas (2)

No puede obtener más voltaje de un amplificador operacional que el voltaje de suministro.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Puede considerar la etapa de salida del amplificador operacional como un par de transistores con sus emisores conectados a la salida.

Si Q1 se enciende, tira de Vout hacia V+. Si, en cambio, Q2 se enciende, la salida se tirará hacia V-. Debe quedar claro a partir de esto que el voltaje de salida máximo posible es V+ y el mínimo es V-. En la práctica, la mayoría de los amplificadores operacionales ni siquiera pueden manejar esto, pero algunos pueden y estos se denominan tipo "riel a riel", pero el pull-up y el down son débiles y no pueden conducir una gran carga.

Gracias por su respuesta, entonces la señal Arduino 5V está siendo amplificada, no los pines V+/V-, ¿verdad? ... Eso tiene más sentido. Creo que me dieron un mal consejo en una tienda de electrónica que me confundió.
Su micro está alimentando una onda cuadrada de 5 V que cambia entre 0 y +5 V. El amplificador operacional está funcionando con el mismo suministro, por lo que no puede obtener más del amplificador operacional. No he verificado su circuito de amplificador operacional, pero si alimenta, digamos, una onda cuadrada de 0.1 V al amplificador operacional, entonces sería posible "amplificar" (como en aumentar) la señal estableciendo la relación de las resistencias de entrada y retroalimentación en el amplificador operacional.

Está exigiendo demasiado de su fuente de alimentación.

Los amplificadores operacionales no son mágicos. Todo lo que hacen es conectar la salida con más o menos fuerza a los rieles de voltaje dependiendo de la fuerza del voltaje de entrada.

Entonces, para obtener 120 V de un amplificador operacional, debe apagarlo con al menos 120 V.

Pero NO PUEDE operar un opamp en ese voltaje. La mayoría solo están clasificados hasta quizás 20V. El LM324 solo está clasificado para hasta 32V.

Además, tenga en cuenta que esos niveles de voltaje son peligrosos. No intente operar este circuito alimentándolo con 120V. Dado su nivel de habilidad como lo indica la pregunta que ha tenido que hacer, no tiene las habilidades para trabajar con altos voltajes de manera segura.

Probablemente debería tenerse en cuenta que, por razones de seguridad, el OP aprende más sobre cómo funcionan los amplificadores operacionales y la seguridad de alto voltaje antes de conectar este circuito al voltaje de la red...
Pensé que podría aumentar el voltaje mientras sacrificaba la corriente... No pensé que estaba creando energía de la nada.
Puede aumentar el voltaje a costa de la corriente. Necesitas un regulador de impulso para hacer eso. Sin embargo, es algo completamente diferente a un amplificador. Un opamp reducido a su forma más simple hace lo que dije. En realidad, lo hace de una manera controlada con precisión que un simple MosFET no puede igualar. Al igual que una calculadora de bolsillo y su PC usan transistores, pero son muy diferentes en sus habilidades.
Este circuito es para un solo suministro de CC... No lo conectaría directamente a la pared.
Sí, bueno. Dado el bajo nivel de comprensión de la pregunta, pensé que era mejor tomar en serio la sugerencia de Brendan y decirle explícitamente que no haga nada que tenga el potencial de destruir el circuito, lastimarlo o matarlo.
Ok, entendí que hay un voltaje de entrada máximo... Estaba confundido acerca de lo que se estaba amplificando. También decir que 120V es peligroso no es realmente una declaración válida. Si la corriente es lo suficientemente baja, no es tan peligroso. Si solo estabas hablando de enchufar esto directamente a un enchufe de 120 CA en mi casa, entonces sí, esa es una historia diferente.
amplificador operacional con suministro único: no se produce ganancia de circuito no inversor
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v