Circuito de manipulación en red de dos puertos para análisis de retroalimentación

Estoy tratando de aplicar un análisis de retroalimentación de dos puertos a un circuito similar al que se muestra a continuación. No puedo representar el amplificador directo como una red de dos puertos porque la señal de entrada y la señal de retroalimentación van a entradas diferentes.

¿Es una operación válida referir la señal de retroalimentación a la entrada no inversora del amplificador directo para formar una red de dos puertos como se muestra en la segunda figura?

Entonces puedo calcular la ganancia del amplificador directo y la cantidad de retroalimentación, y el nodo de suma está claro. La referencia de la señal de retroalimentación a la entrada no inversora se puede hacer usando ecuaciones para las ganancias inversoras y no inversoras ideales del amplificador directo, porque la no idealidad (es decir, la ganancia de bucle finito) es la misma para ambas ganancias.

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

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Es inútil y propenso a errores hacer que el circuito sea más complejo y diferente de lo que es. Suponiendo que los amplificadores operacionales son ideales y el circuito estable: desde su primera figura, se puede ver que Vfb = (Uout) * (R7) / (R7 + R6). Y Uout = -(Vfb) * (R2/R1) + (Vin) * (R2+R1)/(R1). Puede construir un diagrama de bloques de bucle de retroalimentación de estilo de teoría de control que obedezca estas ecuaciones si lo desea. Para resolver Uout en función de Vin eliminar Vfb. La estabilidad era una suposición. Demostrar que es cierto exige cada vez más si los amplificadores son dispositivos prácticos no ideales.
@ user287001 dice que quiero construir un diagrama de bloques de bucle de retroalimentación que obedezca esas ecuaciones (porque así es como estoy acostumbrado a analizar la estabilidad), ¿no tengo que hacer exactamente lo que hice en la pregunta para tener la señal de entrada y retroalimentación? en el nodo sumador? Creo que el diagrama de bloques clásico se basa en que cada bloque tiene dos puertos, con las conexiones dibujadas entre un par de terminales y la conexión a tierra implícitamente entre el otro par. El amplificador directo en el primer esquema tiene 3 terminales de entrada (no se dibuja la tierra).
Escribí mis ecuaciones asumiendo que el sistema es estable y encuentra un cierto Uout para Vin dado. Esas ecuaciones son 100% inútiles para el análisis de estabilidad porque se asumió la estabilidad. Los amplificadores operacionales se pueden modelar como una unión de suma (otra entrada se toma como menos) seguida de un amplificador más o menos ideal que puede contener un filtro de paso bajo. Acerca de su segundo circuito: está de acuerdo con mis ecuaciones, pero ha supuesto un funcionamiento estable que le permite tener en cuenta el Vfb al agregarlo como ganancia compensada a Vin. Entonces, para el análisis de estabilidad es tan inútil como mis ecuaciones.
@ user287001 está diciendo que referir VFB a la entrada no inversora del amplificador directo supone una suposición sobre la ganancia del amplificador que consiste en OA1, R1 y R2, ¿verdad? Estoy de acuerdo contigo, pero la estabilidad de ese amplificador se puede evaluar por sí solo, fuera del circuito (lo mismo se puede decir del búfer). Estoy tratando de obtener la función de transferencia de bucle cerrado de todo el circuito, después de haber confirmado que el amplificador directo es estable por sí solo. No creo que mi segundo circuito haga suposiciones sobre el ciclo general.
¿Supone que los amplificadores operacionales tienen cierta lentitud real que reduce la ganancia y retrasa la fase a medida que aumenta la frecuencia? Esa suposición debe verse también en la ganancia compensada Vfb que se agrega a Vin. Si los amplificadores operacionales son ideales, su fórmula es correcta. Pero demostrar que todo el circuito encuentra cierto Uout para cierto Vin con amplificadores operacionales ideales es complicado.
@ usuario287001 Estaba a punto de cambiar mi pregunta para referir VFB a la entrada no inversora con una ecuación que modela con mayor precisión la ganancia de bucle cerrado del amplificador directo, pero luego me di cuenta de que la ecuación existente es correcta: aunque el bucle cerrado ideal gana de amplificadores inversores y no inversores son diferentes, sus ganancias de bucle son las mismas. En un esfuerzo por incluir el efecto de la ganancia de bucle finito, estaría multiplicando y dividiendo por el mismo factor, dejando solo la ecuación ideal.

Respuestas (1)

Si todos los valores de R son iguales, el uso de Vin- vs Vin+ para la retroalimentación es irrelevante en este primer circuito.

La corriente Vin- es relativa a Vout, mientras que Vin+ es relativa a 0V. Entonces, la ganancia de Vo/Vin es una gran diferencia debido a Aol.

Entonces, el verdadero problema es que la retroalimentación no es diferencial. El segundo problema es elegir una ganancia estable para una retroalimentación diferencial.

Para que esto sea más fácil de entender...

La entrada de señal no inversora con retroalimentación negativa hace que ambas entradas OA sigan a la entrada con una diferencia nula "virtual". Entonces, si todas las R son iguales, la ganancia = +2 y el uso de un Vout / 2 almacenado en búfer coincide y sigue la entrada.

Pero usar Vin+ referenciado a 0V usando Vin- con una ganancia de -1 no producirá un Vfb de 0V para que coincida con la referencia a tierra de Vin+. Ahora ambas entradas son 0V pero Vfb sigue siendo Vout/2 cambiar su polaridad no ayudará.

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Los nodos de etiqueta están conectados.

Lo siento, necesito ayuda para entender tu respuesta. ¿Qué quiere decir con que la retroalimentación sea "no diferencial"?
La diferencia entre Vout y Vin
Tengo algunas conjeturas sobre lo que dice su respuesta, corríjame si me equivoco: 1) "el uso de Vin- Vin +" dice que la ganancia del bucle es independiente de dónde está la entrada de la señal, 2) "Vin- actual" sugiere que hizo una transformación de Norton en el nodo etiquetado como "VFB". La señal de retroalimentación es una conexión en derivación y la entrada es una conexión en serie, lo que dificulta tomar la diferencia, o "la retroalimentación no es diferencial". El punto 2 es exactamente lo que estoy tratando de abordar con la manipulación en mi pregunta. ¿Se puede referir la corriente de retroalimentación a la entrada no inversora como un voltaje?
Circuito de manipulación en red de dos puertos para análisis de retroalimentación
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