¿Qué es una resistencia de retroalimentación y un condensador? ¿Por qué se utilizan en circuitos amplificadores?
Para comprender por qué son necesarios, primero debe comprender los conceptos básicos del opamp. Hay algunas reglas simplificadas que puede usar para ayudarlo a resolver cualquier circuito opamp:
Si aplica estas dos reglas a su circuito, encontrará que puede usar cualquier otro método de análisis de circuito estándar para resolver sus circuitos.
Resulta que puedes obtener algunas ecuaciones muy básicas para configuraciones específicas, pero todas se derivan del análisis de circuitos combinado con las reglas que mencioné.
Si tiene una configuración específica que le cuesta entender cómo funciona, no dude en publicar un esquema de la misma y podemos ayudar a explicarla.
La retroalimentación se puede usar en cualquier tipo de circuito amplificador, no solo en circuitos de amplificador operacional. La retroalimentación puede lograrse mediante cualquier componente o red que entregue una parte de la señal de salida a la entrada; las resistencias y los condensadores y las redes construidas a partir de ellos resultan ser opciones comunes.
La retroalimentación puede ser positiva o negativa. La retroalimentación positiva se suma a la entrada de tal manera que un aumento en la señal de salida reforzará la señal de entrada, produciendo a su vez aún más salida. La retroalimentación negativa tiene el efecto contrario, tiende a cancelar la entrada y reduce la salida.
La retroalimentación negativa disminuye la ganancia de un amplificador, entonces, ¿de qué sirve? La razón habitual para usar retroalimentación negativa es mejorar la respuesta de frecuencia de un amplificador. Suponga que, sin la red de retroalimentación, el amplificador hace un mejor trabajo al amplificar algunas frecuencias que otras. Al agregar retroalimentación negativa, la respuesta más fuerte a estas frecuencias preferidas da como resultado una retroalimentación más negativa, lo que reduce la salida en esas frecuencias. La ganancia general se reduce, pero la recompensa es que esencialmente nivela la respuesta de frecuencia del amplificador en una amplia gama de frecuencias.
La retroalimentación positiva es menos común, pero tiene usos. La retroalimentación positiva aumenta la ganancia del amplificador, y un diseño de radio antiguo (principios del siglo XX) empleaba retroalimentación positiva precisamente para ese propósito. Sin embargo, el problema con la retroalimentación positiva es que cuando la ganancia del amplificador combinada con la pérdida en la red de retroalimentación le da una 'ganancia de bucle' de 1 o más, su amplificador se convierte en un oscilador.
La retroalimentación puede existir en un amplificador, ya sea intencional o no. La capacitancia parásita puede acoplar salidas a entradas, al igual que el acoplamiento magnético. Si sucede que hay una frecuencia en la que estas rutas de retroalimentación no intencionales pueden dar como resultado una ganancia de bucle superior a 1, un circuito que pretende ser un amplificador puede convertirse rápidamente en un oscilador a esa frecuencia. Suele ocurrir que se agrega una red de retroalimentación al amplificador solo para contrarrestar los efectos de la retroalimentación parásita.
Las resistencias y los condensadores se utilizan con circuitos amplificadores para dar forma al ancho de banda de la respuesta para garantizar la estabilidad. La mayoría de los circuitos amplificadores tienen capacidades de gran ancho de banda, lo que requiere una limitación externa para garantizar una respuesta predecible.
La teoría de control dicta que un sistema de circuito cerrado (que puede considerarse un amplificador con retroalimentación) necesita tener ciertos criterios de ganancia y fase para ser considerado incondicionalmente estable (es decir, nunca oscilante).
Generalmente, en un sistema de retroalimentación negativa, si hay una ganancia positiva sin cambio de fase, terminas con una respuesta oscilatoria. En general, esto es una mala noticia para los circuitos amplificadores.
Tradicionalmente, tanto en los amplificadores de válvulas como de transistores, se utiliza la retroalimentación negativa para evitar que el amplificador oscile.
De manera similar, se puede construir una etapa de oscilador a partir de un circuito amplificador básico simplemente agregando algo de retroalimentación positiva y teniendo un circuito de salida sintonizado.
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