Ayúdame a decidir si este circuito opamp funcionará según lo previsto

por favor ayúdame a decidir si esto funcionará:

Objetivo principal: amplificar la señal de entrada de 0~3v a la señal de salida de 0~12V.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entiendo que toda esta configuración es un poco inusual, ya que simplemente puedo conectar la entrada + de opamp a 12 V CC, y con los valores de mis resistencias, la entrada de 3 V podría amplificarse a 12 V (estoy 80% seguro). Pero, sin embargo, quiero saber si este extraño esquema funcionará. Creo que tendré que tener mucho cuidado con mi salida OpAmp, que dicta el 3904.

Editar: Mis más sinceras disculpas DEBERÍA HABER una resistencia pullup entre el colector y el 12V , por alguna razón esto se me escapó de mi verificación doble, increíble, soy nuevo en Eagle y copiar y pegar no es tan intuitivo.

La resistencia tiene un valor de 2K.

Editar #2:

Disculpe la demora, pero tengo que aclarar algunas cosas, discúlpeme de nuevo si pasé por alto su pregunta, hay demasiadas y estoy un poco ocupado:

  1. Se supone que 200mA es el consumo actual. Toda esta configuración es para absorber la corriente de los componentes de nivel inferior que se conectarán a esta interfaz, por lo que 12v/2K = 6ma no es de lo que estoy hablando.

  2. La resistencia debe ser de 90k/30k, como algunos de ustedes sugirieron, mi error.

  3. Oscilación: creo que sus preocupaciones son bastante legítimas, pero tenga en cuenta que la entrada será principalmente señales de voltaje "estáticas", lo que significa que rara vez cambia con más frecuencia de 5 veces por segundo, por lo que soy escéptico de que sea tan grande. problema, bien podría estar muy, muy equivocado.

    • Mate
No está claro lo que estás haciendo. ¿Tiene una fuente de alimentación de +12 voltios?
@PeterBennett Hola, sí, como se muestra en el diagrama. ¿Se muestra correctamente?
No hará nada en absoluto útil. La salida siempre será +12 a menos que la fuente de alimentación pierda la lucha y destruya Q4.
@SpehroPefhany ¡Ah! Tienes razón, no puedo creer que el circuito se haya cortocircuitado para empezar. Una pregunta realmente tonta, supongo.
Google "amplificador no inversor de suministro único". Deberá suministrar el opamp con> 12V (por ejemplo, 15V).
Definitivamente oscilará o se trabará con retroalimentación positiva
Simplemente use un amplificador no inversor de amplificador operacional de 12 V con una relación de resistencia de 3: 1 para obtener una ganancia de +4. Hay muchos problemas con su enfoque general, uno de los cuales será la compensación para evitar la oscilación, ya que tiene la intención de agregar ganancia.
Es importante escribir mejores especificaciones antes de presentar un diseño. ¿Qué carga, corriente y BW? Este transistor desplegable solo absorbe corriente y necesita un pullup R y Vin+- invertido, pero será menos estable (debido al cambio de fase GBW agregado) que el opamp que puede conducir 600 ohmios
@ TonyStewart.EEsince'75 Espero que los comentarios positivos sean un "ups esquemático" del OP. Suponiendo que lo fuera, y él quería que la retroalimentación estuviera en la entrada inversora, con "INPUT1" golpeando la entrada no inversora, luego simplemente alimentando el amplificador operacional desde un riel> = 12.5V debería hacer que el resto del circuito sea superfluo ( es decir, use OpAmp, R1 y R2 ... el resto es todo desperdicio.
@TonyStewart.EEsince'75, suponiendo que el transitor tiene una resistencia a +12V, invierte la salida del amplificador operacional, por lo que, en general, la retroalimentación es negativa y, excepto para C2, el circuito debería comportarse bien.
@TonyStewart.EEsince'75, perdón por las especificaciones poco claras, ya que también estoy en la oscuridad, ya que esto es parte de un proyecto experimental, pero es seguro asumir que la corriente máxima es de alrededor de 200ma, mientras que BW es de poca importancia aquí ya que funcionará bien dentro de 5Hz.
@ RobhercKV5ROB Tiene razón, todo lo demás podría haber sido inútil, pero tengo la intención de que la retroalimentación entre en la entrada NO inversora pero la señal de entrada real, es decir, ENTRADA1 en la entrada inversora, y espero que pueda funcionar. Como dije, este es un esquema extraño e inusual, pero para resumir, se produjo un cambio de última hora en cierta reunión y no tengo que hacer modificaciones mínimas en mi placa para llegar a fin de mes... por lo tanto, esta abominación de circuito.
@MattCox Agregue la advertencia sobre tener que reutilizar la mayor parte del circuito existente, el requisito de salida de 200 mA y el GBW de <= 5 Hz a su publicación de preguntas. Hace que sea más fácil para nosotros dar respuestas más útiles si no tenemos que revisar todos estos comentarios para encontrar las partes importantes. -- Además, ¿podemos ver un diagrama de lo que ya está (semi-incambiable) soldado, para que podamos ver más fácilmente qué piezas se pueden o no modificar fácilmente?
FYI, 12V a través de una resistencia de 2k solo alimenta 6ma cuando se corta directamente a GND ... no estoy seguro de que sea un buen lugar para intentar extraer 200ma de :(
Lo crea o no, he visto el circuito antes. Lo vi en 1992. Fui muy crítico con él. Estaba en producción en un taller clandestino de CHCH. ensamblado por miles con cortadores laterales y soldadura manual a través del orificio. También me preocupaba el número de piezas, pero ningún otro cuerpo lo estaba. Parece una locura, pero estaba en la limitación de corriente de un rectificador de telecomunicaciones.
@MattCox Mejore su pregunta con sus especificaciones. 200 mA es esa fuente o sumidero. De ser así, ¿cuál es la impedancia de carga y el voltaje reales? ¿Vcc o 0V? 2k no siempre generará 200 mA y debe saber que hFE cae al 10 % de hFE o 1:10 (Ib:Ic) cuando Vce = Vce (sat)
Es probable que la ganancia adicional proporcionada por el transistor cause oscilaciones, especialmente cuando su ganancia de circuito cerrado es solo 3. Como dice @Autistic, la estabilidad sería cuestionable.
@glen_geek, ¿cómo abordaría la estimación del Polo agregado a un diagrama de Bode dado dada la ganancia asimétrica suponiendo que hFE = 100? (solo comprobando si lo sabes)
@TonyStewart.EEsince'75 He aprendido a evitar los circuitos de ardilla. Y sería útil ver un circuito adecuado ... ¿ese suministro de amplificador operacional es de 3.3V o 33V? Demasiados gotcha para perseguir. Por cierto, creo que OP quería una ganancia de bucle cerrado de 4. Mi error fue decir 3.

Respuestas (3)

No, su circuito no funcionará. El principal problema es que 12V está conectado directamente a Vout. Y Q4 va a hacer un cortocircuito de 12 V a tierra (lo que destruirá Q4).

Mira este esquema. Solo por inspiración.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

ACTUALIZACIÓN:
Cambié el valor de R2 de 120kΩ a 90kΩ. Está mal en cuestión también. Si OP quiere amplificar de 0-3 V a 0-12 V, entonces debería haber una relación de 1: 3 para R1: R2

ACTUALIZACIÓN 2 - EXPLICACIÓN:
Este circuito hace que Vout = 4* Vin

Si aumenta Vin, la salida de U3 disminuirá, lo que hará que el mosfet M1 sea más abierto (Vgs es más negativo = Rds es menor) y, por lo tanto, Vout aumenta. Aumentará hasta que el voltaje en la entrada no inversora de U3 sea igual a la entrada inversora (que es Vin).

Si aumenta Vin, la salida de U3 aumentará, lo que hará que el mosfet M1 esté menos abierto (Vgs es menos negativo = Rds aumenta) y, por lo tanto, Vout disminuye. Disminuirá hasta que el voltaje en la entrada no inversora de U3 sea igual a la entrada inversora (que es Vin).

Desafortunadamente, OP declaró en los comentarios que la mayor parte de su circuito propuesto es un vestigio de una revisión anterior de un proyecto, y se supone que debe reutilizarlo con la menor modificación posible... lo que descarta esta opción, o mi sugerencia original de simplemente utilice una topología no inversora para empezar.
@ RobhercKV5ROB No creo que sea posible reutilizar solo esos componentes y hacer un circuito de trabajo que cumpla con los requisitos al mismo tiempo.
Cambiaste las entradas del amplificador operacional..
@m.Alin no, si observa detenidamente, simplemente dibujó su opAmp en la otra orientación ... el Vis todavía está conectado a la entrada inversora de U3, y la retroalimentación es para la no inversora.
@m.Alin También cambié NPN BJT por mosfet de canal P. Creo que conecté opamp correctamente.
Acabo de leer "Amplificar la señal de entrada de 0 ~ 3v a la señal de salida de 0 ~ 12V" en la pregunta del OP y concluí que necesita una retroalimentación negativa en el amplificador operacional; entonces la retroalimentación debería ir a la entrada inversora (-) del amplificador operacional y la señal de entrada al pin no inversor, ¿no es así?
@ m. Alin y otro requisito (que OP escribió en los comentarios) es 200 mA actual. no se que comentas Revisé mi circuito nuevamente y está cableado correctamente.
¿Podría explicar qué se supone que debe hacer su circuito? Tal vez no lo entiendo, pero ¿su circuito está destinado a amplificar algo? En caso afirmativo, necesita retroalimentación negativa que solo puede obtener conectando la salida a la entrada inversora , no a la no inversora, como lo hizo.
@m.Alin explicación agregada a la respuesta.
Esto funciona, pero creo que C2 es demasiado grande. Está causando una distorsión significativa incluso a los 5 Hz indicados en la pregunta; tal vez intente 1 μF en su lugar.

Su ganancia es 1+ ya que ha invertido la retroalimentación, Vin- ahora es la entrada positiva, por lo que Av = 1 + R2 / R1, suponiendo que use algo 1k Pullup y REALMENTE NECESITA el transistor para bajar una tapa cargada con alta corriente y pequeña corriente de arranque.

¿Es este un detector de picos negativos inversor deficiente con tapa de almacenamiento y resistencia pullup faltante con una ganancia de +5?

¿Dónde están el resto de sus especificaciones de diseño?

Es un buen comienzo, pero veo dos fallas.

1: su terminal de salida está conectado directamente a 12 V CC, probablemente olvidó dibujar una resistencia entre los 12 V CC y el transistor. dada su elección de 2K para la resistencia base, 1K parece correcto en este lugar.

2: Parece probable que C2 entre la salida y tierra cause problemas (oscilación del amplificador). probablemente no lo quieras. o tal vez lo quiera entre 12 V CC y tierra.

No se ve bonito en absoluto. La salida está conectada directamente a 12 V y el transistor Q4 va a hacer un cortocircuito de 12 V a tierra.
¿Leíste más allá de la primera oración? Supongo que la falta de resistencia es un error de dibujo, porque sin ella el circuito no tiene ningún sentido.
Entonces, ¿tu primera oración fue simplemente irónica?
El tipo es un principiante o está "teniendo un mal día" y, excepto por la resistencia que separa el colector y la salida de 12V y C2, me parece bien. acertó con el divisor resistivo y lo conectó correctamente a la entrada no inversora. Incluso se incluyeron condensadores de derivación de la fuente de alimentación. Claramente ha hecho un esfuerzo, y se merecen algunos elogios.
Si alguien es principiante, necesita comentarios honestos. Sí, hizo un esfuerzo bastante bueno. Pero el esquema de resultados no es bueno, esta es la información honesta. Su sugerencia de agregar resistencia entre 12V y colector no me parece buena, porque no sabe qué amperaje se requiere y no cumplirá con los requisitos para la salida de 0-12V.
De acuerdo. Templaré mi entusiasmo.
DE ACUERDO. Eliminado el voto negativo ;)
@Jasen et al, siempre espere una especificación de carga antes de asumir una solución
Ayúdame a decidir si este circuito opamp funcionará según lo previsto
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v