¿Cómo se estabiliza un amplificador operacional en este circuito a continuación?

Answer 1

La pregunta se pregunta cómo se estabiliza un amplificador operacional en la simulación del circuito de retroalimentación positiva que se muestra. Todos respondiendo, incluido yo mismo, de acuerdo: ¡no lo hace!

Pero pregunto más: ¿cómo podría la / simulación / converger a esta “solución” absurda e inestable? Por supuesto, solo por error , pero ¿qué error (es)?

Bueno, desde un punto de vista analógico, los circuitos de amplificador operacional reales tienen ruido, deriva térmica, comportamientos de encendido transitorio, voltaje de compensación de entrada, corriente de polarización de entrada y otras no ideales para enfrentar. Por ejemplo, consulte las especificaciones de Vn, Vos y IIB para el amplificador operacional LM318. Diablos, un componente pasivo tan simple como una resistencia tiene un ruido inevitable de Johnson-Nyquist .

La retroalimentación negativa disminuye las no idealidades, pero la retroalimentación positiva las amplifica . Entonces, incluso si este simulador de alguna manera encontró una solución que satisfaga a KCL y KVL dado un / ideal / amplificador operacional, con retroalimentación positiva y amplificadores operacionales reales , la solución queda atrapada en el ruido rápidamente, y la estabilidad ofrecida por la simulación es ilusoria. Claramente, el simulador no simula las no idealidades analógicas en la retroalimentación positiva.

Ahora echemos un vistazo a la “solución” que ofrece el simulador: para un / ideal / amplificador operacional, el KCL / casi / suma … La “unión de suma” (en la entrada no inversora) está en / negativo / 10 microvoltios y la salida está en / negativo / 1 voltio, que por KCL y un amplificador operacional ideal está mal pero podría estar muy cerca : si Vout fuera / negativo / 1.000002 voltios , la unión sumatoria podría estar en / negativo / 10.00001 / microvoltios / ( ¡pero no por mucho tiempo debido a la retroalimentación positiva que amplifica el ruido analógico!) y la ganancia fue / exactamente / 100Kv / V y las resistencias estaban “un poco apagadas” … bueno, ¿esto parece absurdo todavía?

Claramente, el simulador redondea sus evaluaciones KCL y KVL, omitió la retroalimentación positiva del ruido y las compensaciones, y converge en una “solución” errónea.

Además, es posible que el simulador tenga dígitos finales significativos en su “solución” KCL / KVL que su capa de presentación arroja como “insignificante”, esto normalmente es necesario y aceptable con aritmética de base 2 pero presentación de base 10.

El análogo tiene ruido , el cálculo digital tiene una precisión finita , y esta simulación no tiene en cuenta ninguno de los dos. Ambos tienen que ser tratados en el mundo real de la ingeniería.

Ediciones para mayor claridad, gramática, ortografía.

Answer 2

Como indican las otras respuestas, la simulación es defectuosa.
¿Puede verificar si el modelo de amplificador operacional es correcto si se usa sin comentarios? Dé 1V a una entrada mientras mantiene la otra a 0V.

Casi todos los simuladores mostrarán desviaciones de la realidad en ciertas situaciones, una que he notado es la serie LC pura en condiciones transitorias. Sin embargo, este es un error muy básico, y le sugiero que use un simulador más reputado.

Answer 3

En el primer circuito, la retroalimentación es positiva y en un circuito real, el voltaje del pin de salida irá inmediatamente al voltaje de suministro positivo o tan cerca como lo permita el funcionamiento interno del amplificador. Si el simulador no muestra esto, entonces el simulador está equivocado; puede que no haya sido diseñado para manejar correctamente la saturación o las condiciones límite. Puede que tenga que agregar partes a la simulación para ayudarla. Pero el simulador está mal si no muestra la salida que va al riel de voltaje positivo.

Answer 4

Nunca confíes en una simulación. Siempre haz un chequeo mental.

En el circuito superior, aunque el símbolo del amplificador operacional tiene un signo más en la entrada superior, se comporta como si esa fuera la entrada negativa. Entonces, probablemente algún imbécil modificó la imagen del amplificador operacional y no cambió el sentido de las entradas en las ecuaciones de gobierno.

Answer 5

la imagen superior saturará y bloqueará el amplificador al voltaje de salida máximo.
La imagen inferior se estabilizará con la salida a -1V

Answer 6

Es culpa del simulador. La retroalimentación positiva no es como la negativa. En el circuito que ha publicado, el amplificador se conducirá a la saturación, por lo que (dependiendo de los niveles de suministro de su amplificador) normalmente tendrá alrededor de 12V. Current también volverá a su fuente original.