Calcular la impedancia de entrada del amplificador diferencial

¿Cómo se calcula la impedancia de entrada de un amplificador diferencial?

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Dado que la impedancia de entrada de un amplificador operacional es muy alta, la impedancia de entrada para V 2 debe ser R 2 + R g . Pero, ¿cuál sería la impedancia de entrada para V 1 ?

Una de las desventajas de ese circuito es que la impedancia de entrada diferencial varía con las señales de entrada.
@MattYoung: ese problema se puede plantear de otra manera: lo que sucede es que la entrada de ese circuito, considerada como de 2 puertos (con tierra como la otra terminal de cada puerto), no es recíproca, y esto significa que no puede ser representado con una T pasiva o pi equivalente. Lo que normalmente se hace en los libros de texto es calcular la resistencia de entrada vista por una fuente flotante, es decir, con una fuente de resistencia de modo común infinita.
@MassimoOrtolano Parece una forma demasiado complicada de verlo.
@MattYoung: es la única forma en que puede verlo si necesita derivar un modelo de circuito completo de la entrada.
@MassimoOrtolano Lo que tú digas...

Respuestas (1)

La impedancia de entrada diferencial es la relación entre el cambio de voltaje entre V1 y V2 y el cambio de corriente.

Cuando el amplificador operacional funciona, los voltajes en las entradas inversoras y no inversoras se hacen iguales. La impedancia de entrada diferencial es, por tanto, R1 + R2.

Si el amplificador operacional estuviera "encarrilado" (saturado), la impedancia de entrada diferencial sería mayor: R2 + Rg + R1 + Rf.

Aquí hay un circuito que se puede simular, basado en la definición anterior de impedancia de entrada diferencial (valores elegidos para que sean diferentes). La corriente de entrada es 333.3uA = 1V/3K.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Editar: para resumir la discusión con Dave Tweed a continuación en los comentarios, hay tres impedancias que podemos calcular.

  1. La impedancia de entrada diferencial es R1 + R2 como se indicó anteriormente.

  2. La impedancia de entrada mirando desde V2 es R2 + Rg.

  3. La impedancia de entrada que mira desde V1 es R1 (suponiendo que el amplificador operacional esté funcionando y no esté saturado). Esto se debe a que el amplificador operacional impulsa el voltaje en la entrada inversora para que sea el mismo que el voltaje en la entrada no inversora, y no depende del valor de V1, solo de V2.

Las dos primeras impedancias no tienen fuentes de tensión asociadas. El tercero tiene una tensión con respecto a tierra de V 2 R gramo R gramo + R 2 , por lo que la corriente entrará o saldrá del terminal V1 dependiendo de si V1 es mayor o menor que ese valor.

Sí, el voltaje relativo a tierra es el mismo, pero eso no significa que los voltajes entre R1 y R2 sean los mismos. Por lo tanto, no se sigue su conclusión sobre la impedancia de entrada efectiva.
@DaveTweed La conclusión es correcta (ver arriba), pero me pregunto si está usando una definición diferente de impedancia de entrada diferencial a la mía.
Mmm. Muy posiblemente. Sin embargo, tenga en cuenta que el OP pregunta sobre las impedancias de entrada individuales de un solo extremo de las dos entradas a un amplificador diferencial, no sobre la impedancia de entrada diferencial. De acuerdo, su fuente diferencial "flotante" ve un valor bien definido, pero está produciendo una señal diferencial y una señal de modo común al mismo tiempo. ¿Qué sucede si tiene un par de fuentes de voltaje diferencial, con su punto medio impulsado por una fuente de voltaje de modo común referenciada a tierra? En ese caso, las dos corrientes de entrada son desiguales...
@DaveTweed Sí. Quizás estoy leyendo demasiado en la pregunta singular de 'impedancia', pero las impedancias que buscan en cada entrada serán diferentes. R2 + Rg (a tierra) para V2 y R1 (a V2*Rg/(Rg+R2)) para V1. La impedancia de entrada diferencial es R1+R2.
Sí, V2 siempre ve R2 + Rg a tierra. Pero considere el voltaje a través de R1. Depende de la configuración de ganancia del amplificador. En ganancia unitaria (todas las resistencias iguales), 3/4 del voltaje de entrada diferencial aparece a través de él. Según la corriente que fluye, diría que la impedancia efectiva es 4/3 * R1. A alta ganancia, casi todo el voltaje de entrada diferencial aparece a través de él. Yo diría que la impedancia de entrada en este lado es solo R1 en ese caso. (De hecho, si mantiene V2 constante, la impedancia de entrada para V1 es exactamente R1).
@DaveTweed No creo que dependa de la ganancia del amplificador; para un amplificador operacional ideal, Rf no cambia nada en las entradas. Creo que es R1 para cualquier ganancia- Δ V 1 / Δ I .
"La impedancia de entrada diferencial es, por lo tanto, R1 + R2". ¿Te refieres a R1+R3?
@endolith, el problema es que los designadores en el OP y la respuesta son diferentes. Pero también me confundió hasta cierto punto, debería arreglarse.
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