Confundido sobre el "suelo" interno de opamp

(bueno, NO estoy hablando de "terreno virtual" en esta pregunta/)

Como muestra esta figura, un opamp se puede ver como:

Todos sabemos que un amplificador operacional como este tiene dos entradas y una salida; el voltaje de entrada es simplemente el voltaje entre las dos entradas, pero para el voltaje de salida, parece que (en la figura anterior) hay un símbolo de "tierra" dentro del amplificador operacional

Dado que el opamp no tiene ningún puerto conectado a tierra (la Tierra real), ¿cuál es ese símbolo de "tierra"? Esta respuesta da una buena explicación, mostrando que "tierra" es en realidad el electrodo negativo del suministro de CC (el -Vsuministro en la figura de arriba).

(¡Espera! No lo marques como duplicado. Sigue leyendo).

Pero aquí es justo donde surge mi pregunta: porque una cosa que sé es que la mayoría de las fuentes de alimentación de CC no están conectadas a tierra real, es decir, están flotando. Por lo tanto, no sabemos cuál es su voltaje con respecto a la Tierra real. Tal vez en el negativo del suministro de CC, todavía tenga, digamos, un voltaje de 1 V que se refiere a la Tierra real.

Todo está bien hasta que conectamos a tierra (a la Tierra real) la entrada no inversora y conectamos la entrada inversora a la salida para formar un circuito de retroalimentación negativa. es decir, la imagen de abajo

Luego, cuando hay un voltaje entre las dos entradas, la salida producirá voltaje. Pero ESPERE ... ¡Ese voltaje de salida no se produce con respecto a la Tierra real, sino con respecto al negativo del suministro de CC flotante (como se explicó en la respuesta vinculada y anteriormente)! Es decir, si la fuente -V todavía tiene un voltaje de 1V con respecto a la tierra real, ¡la salida siempre será más 1V con respecto a la tierra real!

Bueno, también hice experimentos con respecto a esta pregunta que me ha confundido durante más de una semana. No encontré tales problemas en absoluto, porque incluso para la fuente de alimentación de CC flotante, todavía mantuvo un buen cero voltios en referencia a la tierra (tierra real)... No sé por qué una fuente de alimentación de CC flotante puede funcionar tan bien , como uno conectado a tierra... (¿Por qué? Dime por qué) - Pero después de todo, está flotando - lo que significa que no hay garantía de que el lado negativo del suministro de CC sea siempre exactamente 0V en referencia a la tierra real. ..

Soy bastante novato en electricidad. ¿Hay algo que no haya entendido bien arriba? De hecho, el concepto de conexión a tierra y flotación me parece infernalmente difícil...

Si no hay flujo de corriente, no hay voltaje. La corriente no puede fluir sin un bucle. Si conecta dos circuitos en un punto, ese punto recibe el mismo voltaje. Si no hay otro bucle entre Vin y V2, entonces la corriente entre Vin y V2 es 0, por lo que Vin y V2 tienen el mismo voltaje. Eso significa que su fuente de alimentación no está flotando.
Obtuvo buenas respuestas a la parte de su pregunta sobre la "tierra" dentro del amplificador operacional. Si aún desea una respuesta a la parte sobre la relación entre la "tierra" del circuito y la "tierra real", debe publicar una nueva pregunta (y cuando lo haga, debe decir si la fuente de señal y la carga están conectadas a la real tierra) (también debe buscar en el sitio preguntas anteriores sobre puesta a tierra para ver si le ayudan).
@gudako En pocas palabras, la tierra del circuito y la "tierra real" son dos cosas separadas. En el circuito, el punto con el potencial eléctrico más bajo en relación con todos los demás puntos del circuito se denomina comúnmente "tierra", pero eso es solo un nombre. A veces, esto se llama "COM", abreviatura de común, en lugar de "GND" para tierra. Significa lo mismo.

Respuestas (3)

Debido a que la ganancia de salida de un amplificador operacional es tan grande, realmente no importa si el símbolo de tierra para la fuente de voltaje de salida es el riel -ve, el riel +ve o algún punto a medio camino entre los dos, los errores lo mueven entre esos puntos se verán eclipsados ​​por el error de voltaje de compensación de entrada del amplificador.

El símbolo de tierra probablemente se muestra debido a una sobreabundancia, pero obviamente se lleva a cabo de manera inconsistente, precaución por parte del autor de no mostrar la fuente de voltaje de salida sin referencia alguna.

La fuente de voltaje de salida generará corriente desde el riel +ve y hundirá la corriente en el riel -ve. El punto real en el que se hace referencia a la ecuación de ganancia es algún punto entre los rieles que se establece por las proporciones de las resistencias y los condensadores explícitos o dispersos, por lo que variará con la frecuencia.

¿Es el desplazamiento del voltaje de entrada tan significativo para cubrir el problema del punto de referencia? Recuerde típicamente que el riel es de 12 voltios de largo/
Tomando el LM324A como ejemplo, con un voltaje de suministro de 15 V, la ganancia de CC es de al menos 50 K y normalmente de 100 K. Tomar una oscilación de salida de 15 V y hacer referencia a la entrada daría como resultado una oscilación de entrada de 0,3 mV como máximo y normalmente de 0,15 mV. A modo de comparación, el voltaje de compensación de entrada especificado se especifica como un valor típico de 2 mV y un máximo de 3 mV.
@peter Para el circuito de retroalimentación, su declaración es correcta, pero ¿qué pasa cuando queremos usar el opamp para generar una onda cuadrada? En este caso la salida no tiene conexión con ninguna de las entradas. En este caso, estamos obligados a conectar a tierra la CC, de lo contrario, la oscilación de salida debe contar. Es esto correcto
Incluso sin comentarios, aún puede tomar un error de salida y "hacer referencia a la entrada" para obtener el error de entrada correspondiente.
Sin embargo, prácticamente no puede usar un amplificador operacional (algunos amplificadores operacionales pueden usarse de manera segura como comparadores, otros no) como un amplificador sin retroalimentación, la ganancia es tan alta que convertirá pequeños errores en la entrada en saturación en La salida.
@petergreen Pero sin un circuito de retroalimentación, esta característica de alta ganancia también puede funcionar para convertir una entrada de onda sinusoidal en una salida de onda cuadrada cuya magnitud es igual al voltaje de saturación del amplificador operacional

ingrese la descripción de la imagen aquí

El símbolo de tierra dentro del amplificador operacional en su imagen superior representa el voltaje central exacto entre los suministros Vpos y Vneg. Entonces, si conecta Vneg a tierra, el punto medio natural está entre Vpos y tierra.

Pero es solo una aproximación a las cosas Y, realmente no importa si asume que es relativo al pin de suministro negativo porque ... la alta ganancia de bucle abierto del amplificador operacional (y la retroalimentación negativa) asegura que la entrada Vin - es igual a la entrada Vin+ y eso obliga a Vout a ser exactamente lo que debe ser para garantizar que la situación siga siendo así. Esto significa que Vin+ se convierte en el punto de referencia "rey".

hola gracias he editado la pregunta para responderte
Este es un sitio de preguntas y respuestas y no un foro. No deberías modificar tu pregunta para hablar conmigo. Puedes agregar un comentario para hacerlo.
Lo sé, pero no puedo agregar una imagen en el comentario.
No es necesario agregar una imagen para decir dime que a mitad de camino es x + 6 voltios. Debe revertir la edición de su pregunta para no hacer que mi respuesta sea el foco. También debe tener en cuenta lo que dicen todas las respuestas: que cualquier punto neutral medio en el que la salida quiera establecerse, es irrelevante cuando la ganancia de bucle abierto y la retroalimentación negativa entran en escena.
lo he quitado
De acuerdo, piense en V2 en su diagrama: esta es la referencia "rey" en la que se ha dado cuenta de que una ganancia masiva de bucle abierto Y una retroalimentación negativa aseguran que V1 (en Vin- en el amplificador operacional) se ve obligado a igualar V2 (el voltaje en Vin+ del amplificador operacional). Una vez que haya entendido eso, debería ser tan claro como una campana. Sin embargo, tómese su tiempo y piense en el efecto de la retroalimentación negativa.
Creo que todavía tengo conceptos erróneos. a veces marcan un punto de suministro como +12V y otro como -12V --- ¿eso es realmente 12V positivo y 12V negativo? o solo un indicador o algo? ¿Cómo podemos dividir el suministro de CC en dos partes, una positiva y otra negativa? Cuando dice +12V y -12V, ¿necesito 24V?
Entonces, ¿el símbolo de tierra dentro del opamp es el mismo punto que -Vsupply?
+12 voltios y -12 voltios son dos suministros separados con un punto común a 0 voltios. Realmente necesita concentrarse en esto antes de comprender el amplificador operacional como un dispositivo de tierra virtual.
cuando se dice +12V------------------- -12V ¿cómo debo conectarlo? simplemente coloque el suministro de CC '+' en la parte de +12 V, '-' en la parte de -12 V, y establezca que el suministro de CC sea de 12 V.
También dijo que +12 voltios y -12 voltios son dos suministros separados con un punto común en 0 voltios. -- dos suministros de saperaate - entonces necesito dos suministros de CC?
creo que realmente APESTAMOS aquí ,,,,,
+12 voltios y -12 voltios se asignan por completo a un solo suministro de 24 voltios y 0 voltios, pero sin un cable "medio" no se logra un voltaje medio. El cable del medio para el sistema de 24 voltios significa que está conectado a la mitad a 12 voltios. El cable del medio para el sistema de +/-12 voltios significa que está en la mitad de 0 voltios.
Entonces, ¿necesito dos suministros de CC?
@gudako No sé nada sobre cuál es tu verdadera aplicación. Es una división de 50:50 entre necesitar uno y no necesitar uno. Todo depende. Pero no creo que tenga nada que ver con esta pregunta de intercambio de pila en particular.

Un amplificador operacional está diseñado para funcionar con retroalimentación negativa. En el siguiente esquema, ignorando el voltaje y la corriente compensados, y asumiendo que el amplificador operacional está operando en su región lineal,

V O tu t + V I norte − = V I norte + + V R mi F

o

V I norte + − V I norte − = V O tu t − V R mi F

A partir de esta ecuación, está claro que la "tierra" a la que hace referencia la salida es suministrada por V R mi F . No está intrínsecamente relacionado con el riel negativo de la fuente de alimentación o con una tierra en una fuente de alimentación dividida. Podríamos atar _ V R mi F a cualquiera de estos (suponiendo en el primer caso que el amplificador operacional es "riel a riel") pero donde se establece la "tierra" de la salida, es simplemente la elección del diseñador.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

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