¿Por qué la resistencia de entrada del amplificador operacional no inversor en una T está a tierra?

Deje que la resistencia mirando hacia la entrada no inversora sea$R_{in+}$

Si una resistencia$R_i$se coloca en serie con la entrada no inversora, la resistencia vista por la fuente$v_I$es

Si una resistencia$R_i$se coloca en paralelo con la entrada no inversora, la resistencia vista por la fuente$v_I$es

Dado que, para un amplificador operacional ideal,$R_{in+} = \infty$, el caso de la serie da

mientras que para el caso paralelo

Hay dos funciones de una resistencia de derivación en una entrada inversora. Uno es en el caso de que necesite una resistencia de terminación, como en el caso de que la señal se introduzca en una línea coaxial o de cinta. La segunda razón es más sutil, en el caso no ideal (es decir, cada amplificador operacional real) la entrada tiene corrientes de fuga, que interactúan con las diversas resistencias para crear un voltaje de compensación en la entrada del amplificador operacional. Para compensar parcialmente esto, las resistencias vistas por cada entrada deben coincidir, eso significa en su ejemplo, que$R_{in} = R_1||R_f$, donde el símbolo$||$significa "en paralelo con".

La resistencia no controla la corriente de entrada. Idealmente, no hay corriente de entrada porque la entrada + tiene una resistencia infinita.

Lo que hace R1 es establecer una impedancia de entrada finita para el amplificador.

La muy alta impedancia natural del amplificador operacional no es necesaria ni deseable en algunas aplicaciones.

Además, las entradas del amplificador operacional generan pequeñas corrientes de polarización de CC: algunos modelos más que otros. Esta corriente necesita un camino que le permita fluir hacia el suelo, llamado camino de "retorno de CC". La resistencia proporciona ese camino.

Supongamos que el circuito más amplio es así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El dispositivo fuente está acoplado capacitivamente, representado por C1. (C1 podría ser parte del amplificador basado en OA1, o podría ser parte del dispositivo fuente; no importa).

Entonces, ¡la única ruta de CC desde la entrada + a tierra es a través de la resistencia!

¿Qué pasa si quitas la resistencia? ¿O lo conectó incorrectamente, en serie entre el capacitor y la entrada no inversora? La corriente que sale de la entrada + cargará lentamente C1 hasta que se acumule un voltaje que empuje la entrada + fuera del rango de entrada de modo común. R1 ayuda a mantener C1 descargado.

Tenga en cuenta, sin embargo, que la corriente de polarización que fluye a través de R1 genera un voltaje en R1 (V = IR) que crea un voltaje de compensación que se amplifica.

Si el amplificador operacional tiene corrientes de polarización similares que salen de ambas entradas, este problema puede abordarse eligiendo un valor de R1 que sea el mismo que la resistencia combinada que enfrenta la entrada -, como resultado de la red de resistencias de retroalimentación.

Por lo tanto, R1 se elige para establecer alguna impedancia de entrada deseada, y las magnitudes de las resistencias de retroalimentación se eligen para equilibrar la corriente de polarización para anular la compensación (mientras que su relación se elige para la ganancia deseada).

Algunos amplificadores operacionales han incorporado cancelación de corriente de polarización. Estos amplificadores operacionales tienen corrientes de polarización mucho más pequeñas que los amplificadores operacionales similares sin cancelación. Además, las corrientes no canceladas restantes de las dos entradas no son similares en absoluto y pueden tener una polaridad diferente. Con estos amplificadores operacionales, el truco de equilibrar las resistencias no es aplicable; R1 se puede elegir independientemente de R2 y R3. Por ejemplo, R1 podría ser, digamos, 100 kOhm para configurar una impedancia de entrada tan alta, mientras que las resistencias de retroalimentación podrían elegirse solo en miles de ohmios.

Brevemente, para resumir, hay dos motivaciones:

1. Para minimizar la deriva de la salida debido a la corriente de entrada de polarización (compensación).
   En este caso$R_{in}=R_{1}//R{f}$

2. Para igualar la impedancia de entrada (es decir, en el amplificador de video).
   En este caso$R_{in}$debe ser igual a la impedancia de la fuente, por ejemplo 75Ω para cable coaxial en video analógico.

En algún momento, en el caso de un amplificador acoplado a CA,$R_{in}$proporcionar la ruta de retorno a tierra para la corriente de entrada, como se dice en "Horowitz-Hill".

Si su señal en el circuito está referenciada a un valor de CC entre los rieles de las fuentes de alimentación (normalmente 0 V o riel medio), entonces no necesita una resistencia de entrada. Por lo general, usa una resistencia de entrada para hacer una conexión "ligera" al riel medio (0V) al acoplar una entrada a través de un capacitor.

Si recuerda, las entradas de un amplificador operacional ideal no permiten el flujo de corriente. Entonces, sin una ruta a tierra, la ganancia del bucle será infinita porque no fluye corriente allí.