¿Cómo puedo evitar la corriente inversa en este circuito?

Cada vez que conecte diferentes circuitos, tendrán efectos interactivos porque los subcircuitos son elementos en sí mismos y forman un circuito de nivel superior con estos elementos más complejos que tienen leyes análogas más complejas a la ley de ohmios, etc.

Esto no es malo, pero hace que el análisis de dichos circuitos sea complejo y su comportamiento aún más complejo.

El método general para evitar que los subcircuitos interactúen de manera compleja (lo que dificulta el razonamiento sobre ellos) es aislarlos.

Si estamos tratando con características de voltaje (p. ej., pensando en cómo se comportan los voltajes de una cosa y se alimentan de otra) y no nos importa la corriente, al hacer que la entrada de un circuito tenga una resistencia muy alta se evitará. de cargar la salida de un circuito conectado a él.

por ejemplo, imagine esto como un modelo simple para un circuito más complejo:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

R2 tiene una resistencia de "entrada" tan grande que la salida de R1 es efectivamente la misma que si R2 se hubiera ido (después de todo, si falta la resistencia, en realidad podríamos decir que existe y tiene una resistencia infinita, por lo que hay un número infinito de resistencias infinitamente grandes en ese diagrama que ignoré para ahorrar tiempo;).

Ahora, R2 es solo una resistencia. Con los amplificadores operacionales, también necesitan grandes resistencias de entrada para evitar la carga, pero eso no significa que no pase ninguna señal, recuerde, están activos y tienen poder para hacer cosas que una resistencia no puede.

Por lo tanto, debe asegurarse de que la resistencia de entrada (simplemente rastree las rutas y sume la resistencia) sea grande. recuerde que la resistencia de entrada para un amplificador operacional estándar puede considerarse infinita, por lo que básicamente puede ignorar las entradas del amplificador operacional (desconectarlas) para este propósito.

ahora, suponga que hace esto, como lo ha hecho, y notó que tiene una resistencia de entrada baja. ¿A qué te dedicas?

1. Aumentas los valores de los componentes para dar una mayor resistencia pero la misma salida. Recuerde, puede hacer esto porque generalmente los "valores" de un circuito opamp, por diseño, dependen de las proporciones, no de los valores absolutos.

Por lo tanto, podría tener 1 ohm/1 ohm o 1 Mohm/1 Mohm. El primero tiene una resistencia de entrada baja y el segundo una alta, pero ambos dan la misma salida de amplificador operacional (piense en algo así como un amplificador estándar). Hay límites, por supuesto. No puede hacerlo demasiado debido a otros problemas (ruido, interferencia, etc.).

Entonces, ¿qué podemos hacer mejor?

2. Usamos un tampón. Un Buffer es como una resistencia pero es mucho mejor. Es un amplificador operacional u otro dispositivo que tiene ganancia unitaria, tiene una alta resistencia de entrada (utilice resistencias muy grandes como 10Mohm/10Mohm) y una resistencia de salida muy baja (porque eso es lo que hacen los amplificadores operacionales, resistencias de entrada alta y de salida baja y eso es lo que los hace tan valiosos).

Jfets, BJT, mosfets tienen características similares, pero un amplificador operacional es un "supertransistor" y hace un mejor trabajo.

Por lo tanto, aumente su R2 y C2 de tal manera que conserve la misma respuesta pero aumente la resistencia de entrada o inserte un búfer entre los dos para aislarlos. Por ejemplo, si no puede cambiar C2 o R2 porque no tiene un límite lo suficientemente grande o hará que la respuesta salga de los límites que desea, inserte otro amplificador operacional en el medio y elija resistencias grandes en su lugar. Es un intercambio, por supuesto.

A veces, hay otras topologías que pueden mitigar los problemas de una manera diferente. EE es en parte arte y en parte ciencia. Tienes que jugar con las cosas a veces y también hacer compromisos a veces. Por lo general, tiene un rango operativo de voltajes y corrientes con los que puede trabajar y componentes y $$$. Es su trabajo como EE encontrar los mejores valores generales.

El margen de fase se ve comprometido con cargas capacitivas de alta corriente en amplificadores operacionales.

Esta es una de las razones para aumentar los valores de R para garantizar que la corriente de CA sea mucho menor que la corriente de polarización de CC de la etapa de salida. El otro es la distorsión armónica y la corriente de ruido.

Observe que la segunda etapa es principalmente una carga capacitiva cuando Vin+ está conectado a tierra con cero ohmios y una retroalimentación baja R con retroalimentación negativa que reduce la impedancia Vin- a cerca de 0.

Agregar una resistencia que tenga un valor de aproximadamente 1/10 de la resistencia R1 en serie con el capacitor ayudará a reducir el cambio de fase que experimenta la entrada debido a la presencia del capacitor. También reducirá la sensibilidad del circuito, lo que lo hace inmune al ruido hasta cierto punto. Además, intente proporcionar una entrada sinusoidal, una onda cuadrada, una entrada triangular o similar porque estos circuitos funcionan mejor para entradas que varían igualmente alrededor de 0V porque entonces, no están limitados por la incapacidad de los condensadores para cargar fácilmente a altos voltajes.

El diferenciador aumenta su ganancia a medida que aumenta la frecuencia. Probablemente tenga alguna ruta de retroalimentación que haga que su circuito sea un oscilador. Debe agregar alguna resistencia en serie de sus condensadores para limitar el aumento de la ganancia. Debe aceptar el hecho de que no puede obtener un ancho de banda infinito. Puede obtener más si sus amplificadores operacionales son dispositivos diferentes con buenos condensadores de sujeción en sus entradas de suministro. Este circuito es imposible en placas de prueba debido a las rutas de retroalimentación capacitivas inmanejables.