¿Cuál es el diagrama de Bode de un amplificador operacional inversor si reemplaza las resistencias con tapas? ¿Qué sucede si ahora agrega una carga capacitiva a la salida?
Actualizar:
Ejecuté una simulación rápida y el diagrama de Bode se ve de la siguiente manera. Parece que hay dos polos, pero todavía estoy confundido acerca de cómo derivar analíticamente la función de transferencia y calcular analíticamente los polos. ¿Sería simplemente -C1/Cf donde los términos de frecuencia (jw) se cancelan?
Actualización 2:
Parece que se necesita alguna aclaración sobre esta cuestión. A continuación se muestra un amplificador operacional no inversor. En esta configuración común, quiero analizar el circuito si tuviera que reemplazar las resistencias con condensadores. Ejecuté una simulación rápida como se ve en mi primera actualización. Ahora entiendo que la ganancia del circuito es -C1/Cf. Sin embargo, estoy confundido en cuanto a cómo calcular manualmente los polos para el diagrama de Bode de este circuito. Cualquier ayuda es muy apreciada.
Entendí que la pregunta era un opamp inversor de libro de texto estándar, con R1 y R2 reemplazados por condensadores C1 y C2.
Las resistencias se convierten en impedancias complejas (imaginarias) Z1=1/jwC1 directa y Z2=1/jwC2 de retroalimentación. El TF es la relación -C2/C1, como ya se mencionó en el OP.
(Sugiero que el OP actualice el diagrama para mostrar el circuito previsto).
Supongo que esto es tarea y, por lo tanto, el OpAmp es ideal. El TF es entonces una constante e independiente de f.
Hay muchos tutoriales, por escrito y en youtube, para derivar el TF de tal arreglo. No es complicado. Un ejemplo es https://masteringelectronicsdesign.com/how-to-derive-the-inverting-amplifier-transfer-function/
Aquí hay un ejemplo para trazar el TF, de http://sim.okawa-denshi.jp/en/opampkeisan.htm
Tenga en cuenta que la capacitancia está en el rango uF y las resistencias están cerca de cero (la calculadora no aceptará R = 0)
y las gráficas son planas en el rango de GHz pero no más allá de eso, debido a la R distinta de cero.
En realidad, el TF no será constante para f, ya que los condensadores y las resistencias internas de OpAmps interactuarán para formar filtros de paso bajo o paso alto.
Además, en la práctica, los capacitores y la inductancia de los cables del amplificador operacional interactuarán para formar circuitos resonantes.
Entonces esta planitud solo persiste hasta cierta frecuencia, y luego se convierte en una batalla de parásitos.
En realidad: a medida que recorre el eje de frecuencia desde CC hacia frecuencias más altas, la ganancia de CA permanecerá en -1 hasta cierta frecuencia, donde la capacidad de control de salida del amplificador operacional se sobrecargará por la carga capacitiva. Eso es ignorar la impedancia de su fuente de señal (debe ser lo más baja posible para que el experimento sea válido).
Trabajar con carga capacitiva es generalmente un escenario problemático para los amplificadores. La capacitancia equivale a un cortocircuito a altas frecuencias.
Otro aspecto práctico: sin la polarización de CC de la entrada (-), el amplificador se desplazará rápidamente hacia uno de los rieles. Cuál, eso depende del desequilibrio inherente de la entrada diferencial (una propiedad del mundo real que tiene que ver con tolerancias de fabricación/aleatoriedad en el proceso). Si desea mitigar este efecto particular, agregue un paralelo de resistencia de alto ohmio entre la salida y la entrada. Digamos 1-10 megaohmios. Afectará muy poco la función de transferencia del circuito para cualquier CA significativa, pero fijará la ganancia en 0 para CC.
Russel McMahon
chris stratton