¿Qué es la impedancia de entrada diferencial de un amplificador operacional?

He oído hablar de voltajes diferenciales, pero el concepto de impedancia diferencial es nuevo para mí.

Supongamos que estamos tratando de calcular/derivar la impedancia de entrada diferencial del siguiente amplificador diferencial:

Amplificador de diferencia

Entonces, ¿qué significaría eso y cómo lo haríamos?

Páginas como esta brindan información sobre la impedancia que se ve en las entradas inversoras y no inversoras del amplificador operacional, pero no mencionan la impedancia diferencial, lo que me deja atascado buscando respuestas. Esta publicación es muy similar y nos da la respuesta R1 + R2 (que en nuestro caso es realmente R1 + R3), pero no hay una explicación de cómo llegamos a ese resultado, y aquí es donde estoy atascado.

Gracias por cualquier ayuda y que tengas un buen día.

Respuestas (2)

La impedancia de entrada diferencial es R1 + R3.

Esto se debe a que el amplificador operacional se asegura activamente a través de la retroalimentación R2 de que tanto los nodos V+ como V- en el amplificador operacional tengan voltajes idénticos.

Por lo tanto, como V1 termina a través de R1 en el voltaje V-, y como V2 termina a través de R3 en el voltaje V+, y como V+ y V- son voltajes idénticos, habrá V1-V2 sobre la suma de las resistencias R1 y R3, y eso es la impedancia diferencial.

Como ejemplo, usemos el circuito para medir una batería de 3V. Un terminal de la batería, digamos el positivo, está conectado a V1, y el otro terminal de la batería, el negativo, está conectado a V2.

Como la batería es una fuente de voltaje completamente flotante, es decir, no comparte una referencia común con los suministros del amplificador operacional o el símbolo de tierra, el voltaje medido de la batería es completamente diferencial.

Entonces, V1-V2 es el voltaje de la batería, 3V. Nuevamente, el amplificador operacional mantiene iguales V+ y V-, sin importar cuáles sean V+ y V-. Entonces definitivamente hay una caída de 3V sobre las resistencias R1 + R3 solo. Por lo tanto, qué voltaje hay en V+ y, por lo tanto, cuál es la corriente a través de R4, no tiene ningún papel en la impedancia diferencial .

Ok, eso tiene más sentido. Mi pregunta ahora es ¿por qué no entra en juego la resistencia R4? Divide el voltaje suministrado por V2, por lo que indicaría que la presencia de R4 tiene algún impacto en el voltaje visto en V +, entonces, ¿por qué no es parte de la impedancia de entrada diferencial?
Buena pregunta. Lo editaré en mi respuesta.
Gracias por la actualización, tiene sentido ahora.

Por razones de equilibrio de impedancia de modo común, R1 y R3 deben tener el mismo valor (llámelo R): -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y dado que ambas entradas tienen una terminación resistiva en el mismo voltaje (Vx), debido a la acción del amplificador operacional y la retroalimentación negativa, la impedancia diferencial es 2R.

Pero, si ignoró el requisito de equilibrio de impedancia CM, la impedancia de entrada es R1 + R3.

Está bien, gracias. ¿Tengo razón al decir que R4 no está en el resultado final porque R4 controla directamente el valor de Vx, y como tanto V+ como V- tienen el mismo voltaje (Vx), el 'efecto' de R4 está presente en ambas entradas, y así? cuando tomamos la diferencia se pierde?
Puede considerar que ambas entradas están conectadas a Vx a través de sus respectivas resistencias R1 y R3. Nada más importa. No olvide que un amplificador diferencial adecuado tiene ambas resistencias con el mismo valor para cancelar el ruido de modo común.
Y R4 se convierte en parte de la ecuación de impedancia de modo común en lugar de algo relacionado con la impedancia de entrada diferencial.
Gracias por el seguimiento, tiene sentido ahora.
¿Qué es la impedancia de entrada diferencial de un amplificador operacional?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v