¿Cuál es el propósito de un ciclo de retroalimentación? Veo que la señal de salida se retroalimenta al terminal del amplificador operacional (inversor / no inversor), pero ¿de qué sirve esto?

La retroalimentación positiva refuerza la entrada o agrega a la entrada. Entonces, si la entrada aumenta, aumentará la salida, lo que nuevamente aumentará la entrada (debido a retroalimentación positiva). Usted ve que este es el ciclo que finalmente hace que el sistema sea inestable. En el caso de un amplificador operacional en configuración de retroalimentación positiva, incluso un pequeño voltaje de entrada lo conducirá a la saturación, es decir, el voltaje máximo que puede proporcionar. Pero hay ciertas aplicaciones que requieren exactamente eso, por ejemplo, Oscilador.

En caso de retroalimentación negativa, la salida está tan conectada a la entrada que el aumento en la salida reducirá la entrada, lo que a su vez disminuirá la salida. Ves que hace una configuración muy estable. En el caso del amplificador operacional, si la volatilidad en la entrada aumenta, aumentará la salida, pero dado que esa salida se alimenta al terminal negativo del amplificador operacional, la diferencia entre el terminal V + y V- disminuye, lo que disminuye la salida. Este proceso continúa hasta que alcanza un punto estable donde el voltaje diferencial es suficiente para mantener el voltaje en la salida. No pude adjuntar una figura. Busque la configuración del seguidor de voltaje del amplificador operacional para ver la acción de la retroalimentación negativa. En caso de amplificador operacional, la diferencia entre el voltaje V + y V- puede tomarse como señal de error. En el caso de un seguidor de voltaje, la ganancia del amplificador operacional es 1. Pero puede aumentar la ganancia insertando una resistencia en la ruta de retroalimentación de modo que solo una fracción del voltaje de salida sea realimentada al terminal V. Como solo se alimenta una fracción al terminal V, la salida debe ser mucho mayor para que coincida con la entrada en el terminal V, por lo tanto, una mayor amplificación.

Volviendo a tu pregunta. La retroalimentación negativa se usa en el amplificador operacional si tiene que usarse como amplificador estable porque la ganancia del amplificador operacional es muy, muy alta, idealmente infinita. Entonces debemos necesitar un mecanismo de control. Ahora con retroalimentación negativa, el aumento en la salida disminuirá el voltaje diferencial disminuyendo la salida. La salida disminuida significa menos voltaje de retroalimentación, por lo tanto, mayor salida. Por lo tanto, actúa como un mecanismo de verificación para mantener una salida estable con ganancia fija.

¡Oh, mi tiempo para brillar! Actualmente estábamos haciendo prácticas en nuestro laboratorio hace unas semanas, antes de pasar a los circuitos de suavizado de condensadores.

Los circuitos de retroalimentación son dispositivos esenciales en nuestro mundo tecnológico moderno. Permiten que nuestros dispositivos funcionen de manera consistente hasta un punto donde el suministro se corta o se sobrecarga, en ese punto el dispositivo tiene protección contra sobrecarga / sobrecorriente que detiene el flujo de corriente y protege contra el sobrecalentamiento.

Los amplificadores operacionales toman una salida infravalorada, la retroalimenta a la entrada para que se aumente al valor correcto.

Por ejemplo, el voltaje de carga sería 8.23V y se mantendrá alrededor de ese valor debido al amplificador operacional, aunque puede haber fallas en el sistema o cambios en el voltaje de suministro o cambios en las resistencias del circuito (hemos incorporado potenciómetros y resistencias variables para mostrarnos) cómo reacciona y funciona)

Las cocinas, refrigeradores, computadoras, todo en su mayoría tiene sistemas de retroalimentación en ellos. Su automóvil tiene un regulador de voltaje para proteger la batería del alternador que puede sobrecargar la batería del automóvil.

¿Qué nos ayuda a construir estos sistemas? Diodos Zen: que tienen valores de voltaje de retorno grandes, que cuando se activan permiten pequeños cambios de voltaje de retorno para crear grandes saltos en la corriente. En el modo de polarización directa, los diodos Zen tienen bajos incrementos de voltaje directo para saltos más pequeños en la corriente.

Los amplificadores operacionales son cosas increíbles, pero lo que hace que los sistemas de retroalimentación funcionen son los otros componentes y todo esto funciona en conjunto para darnos circuitos de retroalimentación.

Hay muchas razones y tipos de comentarios, pero la mejor manera de comprender los fundamentos es la siguiente.

Al usar este tipo de circuito, podemos obtener una amplia gama de características especiales de un amplificador y no tener que tener un amplificador extremadamente preciso. El amplificador (el OP AMP) solo debe tener las siguientes características. Incluso puede tener alguna distorsión que no aparece en la salida. Esto significa que la operación se vuelve dependiente de los componentes externos e independiente de las imperfecciones del OP AMPS.

LAS CARACTERÍSTICAS:

Un OP AMP tiene una resistencia de entrada muy alta, por lo que las entradas extraen muy poca corriente de alguna fuente (incluida la retroalimentación).

La salida tiene baja resistencia de salida, por lo que puede suministrar mucha corriente a (conducir) casi cualquier carga (incluido el circuito de retroalimentación).

Tiene una ganancia súper alta, por lo que cualquier pequeña diferencia entre las entradas hace que la salida vaya a un riel.

Ahora…

Alimentar una señal a la entrada positiva y vincular la salida a la entrada neg tiene el siguiente efecto.

Como la señal de entrada varía, cualquier pequeña diferencia entre las entradas hace que la salida del amplificador operacional (también la entrada -) se mueva para llevar las dos entradas al mismo voltaje. Esto significa que la salida OP AMP sigue la señal de entrada. Se llama un “seguidor de voltaje”.

Ahora, mientras el amplificador operacional tenga una ganancia muy alta, puede tener cierta distorsión interna, pero la salida seguirá fielmente a la entrada porque simplemente está tratando de volver a unir las dos entradas. Entonces, la distorsión en ese amplificador se vuelve algo irrelevante. Podemos obtener diferentes cantidades de ganancia al cambiar los valores del circuito de retroalimentación y no preocuparnos por la distorsión inherente al amplificador. La ganancia de OP AMP puede ir de 1 millón a 2 millones y no habrá ningún efecto de aviso. ¡Agradable!

Así por ejemplo…

Si colocamos un divisor de voltaje entre la salida y la entrada negativa, para que las entradas sean iguales, la salida tendrá que ir al doble del voltaje de entrada. Esto te da el doble de salida. O una ganancia de dos. Cambie el divisor de voltaje y puede obtener cualquier ganancia que desee.

Sin ir más lejos, se pueden poner muchos tipos diferentes de circuitos de retroalimentación que pueden dar una amplia gama de características diferentes … paso alto, paso bajo, paso bsnd, integrador, diferenciador …

… Por cierto, mi especialidad, la teoría de control es / fue el estudio en profundidad de la retroalimentación.

Un amplificador operacional ideal consta de dos entradas, + ve y -ve, y un amplificador con ganancia infinita cuya salida es la diferencia de voltaje entre las entradas, multiplicado por infinito. En la práctica, la ganancia no es infinita, pero es extremadamente alta, por lo que los microvoltios de diferencia entre las entradas impulsan la salida con fuerza a uno u otro voltaje de suministro. Eso se conoce como operación de “bucle abierto”, y no es particularmente útil.

Sin embargo, si colocamos una resistencia R1 en serie con la entrada -ve, y otra resistencia R2 desde la salida a la entrada -ve, y conectamos la entrada + ve a tierra, sucede algo interesante. (Ignore R3 y V2 en el diagrama).

A medida que aumenta el voltaje de entrada V1, hace que la entrada -ve sea positiva con respecto a la entrada + ve, por lo que la salida del amplificador operacional se vuelve negativa. Va exactamente tan lejos como sea necesario para que la corriente en R1 que fluye de V1 al pin 2 equilibre exactamente la corriente en R2 que fluye del pin 2 a la salida , manteniendo así la entrada -ve en 0V, el mismo potencial que el + ve entrada. Ahora, en lugar de ganancia infinita, tenemos una ganancia definida, igual a R2 / R1, que es algo que podemos usar. Esto se conoce como retroalimentación negativa, y el pin de entrada -ve 2 se conoce como tierra virtual .

La idea de “retroalimentación negativa” recibió mucha atención de tuvieron que instalarse muchos Más tarde, como suele suceder con algunas ideas básicas, la gente comenzó a darse cuenta de que estos mecanismos de retroalimentación negativa se producen >> a nuestro alrededor <<, en la naturaleza externa, en nuestros cuerpos y en los sistemas sociales y económicos. A medida que la idea se hizo más completa y ampliamente apreciada, algunos de los términos técnicos, como la palabra "retroalimentación" en sí, comenzaron a ser absorbidos nuevamente en el discurso general. "Homeostasis" es un término técnicamente relacionado.

En pocas palabras, el bucle hace que el efecto de las perturbaciones en sus entradas tenga el menor efecto posible en su salida. En convertidores electrónicos de potencia, por ejemplo, una perturbación en el voltaje de entrada aparecería en el voltaje de salida, multiplicado por la función de transferencia Gvg (s). Pero si usa el bucle y hace los cálculos, verá que ahora las perturbaciones aparecen en la salida dividida por (1 + T (s)) donde T (s) es la ganancia del bucle. ¡Así que ahora tienes una manera de rechazar los disturbios por mucho!

El propósito principal del circuito de retroalimentación en OP AMP es establecer una ganancia de voltaje precisa.

Vout / Vin = Rf / Ri

Su corrección de errores. Debido a la gran ganancia, una pequeña cantidad de retroalimentación negativa proporciona corrección de errores. Hay muchos tipos de comentarios y debe leer sobre el control del sistema y el sistema de comentarios. Si pongo una señal de entrada de 1 voltio en un amplificador con una ginebra de 100, la salida se recortará en la parte superior e inferior ya que el amplificador no puede ir más allá de los rieles de la fuente de alimentación (100 x10 = 100 voltios, no puede llegar allí). BUt si agrego retroalimentación para controlar esa ganancia a una cantidad fija, como un gian de 8, entonces la salida será lineal hasta el final

Un amplificador operacional es en realidad un comparador de sus 2 entradas. La salida es el indicador de qué entrada es más alta o más baja que la otra. Al alimentar una parte de la salida a una de las entradas, puede alcanzar un estado de equilibrio o hacer lo contrario para fomentar un estado desequilibrado, como un cambio más rápido.

Los amplificadores operacionales son realmente una de las mejores configuraciones de transistores jamás diseñadas.