Opamp de suministro único con acoplamiento de CA

Después de probar diferentes cosas, descubrí que agregar una resistencia de 1K a tierra después del último capacitor parece solucionarlo, pero realmente no puedo entender por qué. ¿Es la forma correcta de hacerlo? ¿Por qué 1K?

No es necesario que sea de 1 kohm. Bien podría ser 10 kohm o 100 kohm o 1 Mohm. El condensador de 10 uF y la resistencia de salida forman un circuito de paso alto. Esto significa que dejan pasar las frecuencias altas y bloquean las frecuencias bajas. A 0 Hz, la CC está completamente bloqueada. El punto en el que la potencia de la señal de salida se reduce a la mitad se denomina frecuencia de corte y se define como: -

Entonces, con 1 kohm y 10 uF, la frecuencia de corte es de 15,9 Hz y está bien para el audio.

Solo tengo TL072, ¿funcionaría esto? Supongo que sería un problema si usara una fuente de alimentación muy baja (como 5V) para mi amplificador operacional, pero debería estar bien con una fuente de 12V, ¿me equivoco?

Sí, el TL072 funcionaría bien, pero debido a que la salida no es "riel a riel", verá un recorte si su señal de salida supera los 8 voltios de pico a pico.

Debido a que no hay carga en el capacitor, no hay corriente para cargar el capacitor y habrá 0V sobre el capacitor. Si la salida del amplificador operacional tiene una polarización de CC de 6 V, también lo tendrá el otro lado del capacitor. Cuando coloca la resistencia de la salida del condensador a tierra, establece la polarización de CC de salida y permite que la corriente fluya a través del condensador para cargarlo, por lo que habrá 6 V sobre la tapa.

Técnicamente, un amplificador operacional que normalmente funciona con un suministro dual se puede usar con un solo suministro si las señales de entrada y salida son lo suficientemente pequeñas y no van a los voltajes del riel. Es decir, si apaga los 12 V y configura la entrada y la salida a 6 V, donde la entrada es 1 Vpp y la salida es 2 Vpp, entonces está bien, ya que tiene mucho margen. En otras aplicaciones en las que le gustaría tener una fuente de alimentación pequeña y usarla como fuente única para amplificar la señal de CA con acoplamiento de CA, es posible que tenga problemas con la configuración que mencioné. En este caso, su mejor opción es un solo amplificador operacional de suministro de riel a riel. Incluso si no usó Olathe inferior para la fuente de alimentación, pero solo quería más rango para la salida y la entrada, el amplificador operacional de riel a riel sería ideal de todos modos. Calmantes como opa340 para baja potencia y TLV271 para voltajes más altos son buenos amplificadores operacionales de entrada y salida de riel a riel con un ancho de banda aceptable. Si desea más ancho de banda, puede encontrar otros en DigiKey. Solo busque amplificadores operacionales de salida de entrada de riel a riel.

TL072 funcionaría si usa Vcc de 12 V y mantiene las oscilaciones de voltaje de entrada y salida más pequeñas que el rango máximo de entrada y salida especificado en la hoja de datos.

La razón por la que su señal no se acopló a CA en la salida es porque no tiene una resistencia de carga. Lo que significa que la salida se conectó a una impedancia muy alta y casi como una carga de condensador. Cuando dos capacitores están en serie con voltaje a través de ellos, el punto medio también tendrá voltaje de CC. Para resolver esto, debe colocar una carga como 10kohm.

Después de probar diferentes cosas, descubrí que agregar una resistencia de 1K a tierra después del último capacitor parece solucionarlo, pero realmente no puedo entender por qué.

Es una situación bien conocida en la que OP descubre que algún remedio ayuda pero no puede entender realmente por qué... El problema es que conoce la solución del circuito específico pero realmente no entiende la idea básica (sesgo ) . Se puede presentar mejor de una manera intuitiva pensando en los condensadores de acoplamiento como "baterías de cambio de voltaje" ... y pensando geométricamente como en la respuesta de Raz ("elevar", "levantar", etc.). El "enfoque de circuito de paso alto" de Andy es formal y no es adecuado para una comprensión intuitiva. Es útil más adelante para fines de cálculo.

Simplemente hablando, el capacitor de entrada de 10 nF "levanta" el voltaje de sen de entrada al agregar 6 V en serie, mientras que el capacitor de salida de 10 mF "baja" el voltaje de salida del amplificador operacional al restar 6 V en serie. Para este propósito, ambos condensadores deben cargarse inicialmente a través de caminos resistivos relativamente bajos a 6 V (como baterías recargables). El capacitor de entrada se carga a través de la fuente de voltaje de entrada; por lo que este último debe ser "galvánico" (baja resistencia de CC). El condensador de salida se carga a través de la carga de CC de baja resistencia que; entonces, primero que nada, la carga debe estar conectada.

Sería interesante dibujar rutas de corriente durante los tres casos típicos: voltaje de entrada cero, positivo y negativo. Lo he hecho para la etapa de amplificación de CA de transistor clásico en mi respuesta a continuación (la idea es la misma):

https://electronics.stackexchange.com/a/492605/61398

El voltaje que se lee es solo temporal a menos que la tapa tenga fugas, por supuesto, porque 10 uF contra la resistencia de entrada de 10 a 100 megaohmios del instrumento de medición requerirá tiempo para purgar los 6 voltios en la tapa de salida al potencial de tierra.

En un amplificador operacional que funciona con dos suministros, hay tierra que está a 0V, por lo que tiene que decir +6V, tierra y luego -6V. Cuando cambia el suministro de energía por un método de solo voltaje positivo, necesita aumentar el voltaje de suministro negativo, es decir, está aumentando - 6 V en +6 V para obtener 0 V, y aumenta el suministro positivo de +6 V en +6 V para que el positivo el suministro se convierte en +12V, ¿verdad? Bueno, también necesitas aumentar todo lo demás en +6V. Ya ha comenzado a hacer esto con ese suministro de polarización a 1/2V+, pero se está olvidando de aumentar todos los demás nodos que también estaban previamente a 0V. Necesitas alimentar desde el divisor de 1/2V+ todo lo que estaría a 0V usando suministros duales, necesitas elevar TODO en +6V, ¿recuerdas? Una buena manera de hacer esto sería alimentar cada nodo con una resistencia de gran valor extraída del divisor 1/2V+,