Diferencia entre dos topologías de amplificador operacional de ganancia +1
sean
Tengo dos diseños de circuito de controlador diferencial que toman una entrada de un solo extremo y proporcionan como salida un par amortiguado de +1 y -1 veces la entrada y me cuesta entender la diferencia entre los dos.
En el circuito A, la entrada inversora del amplificador operacional inferior (U104B, configurado para tener una ganancia de +1) se conecta a tierra a través de R117. Esta es la topología "estándar" por lo que sé, y entiendo cómo funciona. (Tenga en cuenta que las etiquetas parecen estar equivocadas, por lo que la salida del amplificador operacional superior etiquetada como "Diff Out+" tiene una ganancia de -1 y la inferior etiquetada como "Diff Out-" tiene una ganancia de +1).
En el circuito B, por otro lado, el amplificador operacional de ganancia equivalente +1, U12A (el superior), tiene su entrada inversora conectada a la señal de entrada a través de R41. La entrada no inversora también se conecta directamente a la señal de entrada.
¿Por qué alguien podría conectar la entrada inversora de un amplificador operacional de ganancia +1 a la señal de entrada y no a tierra como en la topología de amplificador operacional no inversor "estándar"? ¿Bajar el ruido quizás? Mejor rechazo de modo común? (No me preocupan los tipos de amplificadores operacionales ni las resistencias y condensadores adicionales en la salida y la retroalimentación, solo las diferencias entre las entradas en los dos circuitos).
Respuestas (2)
LvW
El amplificador operacional superior del circuito B funciona como un amplificador de ganancia unitaria (positivo), ¡y R41 juega un papel especial!
En muchos casos, una configuración de ganancia unitaria tiene un margen de fase demasiado pequeño (respuesta escalonada con efecto de llamada o incluso inestabilidad). Aquí tenemos un circuito (ganancia unitaria) con una ganancia de bucle seleccionable que se puede configurar en cualquier valor para garantizar un margen de fase "bueno" y suficiente. Por lo tanto, incluso podemos usar amplificadores operacionales que no tienen compensación de ganancia unitaria.
En este circuito, el factor de retroalimentación es k=-R41/(R41+R40) y se puede seleccionar sin tocar la ganancia unitaria de lazo cerrado. Más que eso, ambos circuitos amplificadores (el superior y el inferior) ahora pueden tener exactamente la misma ganancia de bucle para R40/R41=R43/R44 (mismo margen de fase, misma respuesta de paso).
Sin un cálculo formal, podemos ver que el voltaje Vp en el no inv. la entrada es Vp=Vin . Para un opamp ideal con Vn=Vp=Vin, no hay corriente a través de R41 y, por lo tanto, no hay corriente a través de R40. Por lo tanto, tenemos Vout=Vin y Vout/Vin=1.
david tweed
En el segundo circuito, funcionará como se muestra, de todos modos no fluye corriente a través de R41, pero parece un error. Para equilibrar las corrientes de polarización, R41 debe conectarse entre Diff_In y la entrada no inversora, y R40 debe ser lo único conectado a la entrada inversora.
Pero por la misma razón, también debe haber una resistencia de 2.5k entre el pin 5 de U12B y tierra.
Puede ser que el diseñador pensó que al conectar R41 como se muestra, U12A tendría el "mismo desequilibrio" en las corrientes de polarización que tiene U12B, pero no funciona de esa manera.
LvW
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sean