¿Qué sucede si proporciona un amplificador operacional de suministro doble (+/- Vs), por ejemplo, TI OPA 656 con un solo suministro (Vs y GND)?

Answer 1

En la mayoría de los casos, si se está utilizando un suministro doble, es porque la entrada puede oscilar potencialmente a ‘negativa’ (con referencia a la tierra de la fuente de señal).

Si este es el caso, al conectar -Vs a tierra, está conectando la señal de tierra a -Vs. Su entrada se recortará a voltajes bajo tierra.

Para evitar esto, necesitará polarizar su voltaje de entrada con un suministro de CC, de modo que su entrada dependa de un sesgo de CC que esté en algún lugar alrededor de + Vs / 2.
Aquí es donde las cosas pueden salir mal. Un pensamiento obvio sería derivar este sesgo de CC del suministro de V, utilizando un divisor de resistencia. Sin embargo, al hacer esto, está alimentando cualquier variación de suministro directamente a su entrada. Anula por completo cualquiera de los rechazos de la fuente de alimentación que el opamp podría ofrecer.
Derivar el sesgo DC necesita algo de reflexión y puede ser un dolor de cabeza menor. (Si se está preguntando, un diodo zener puede ser una solución razonablemente simple para proporcionar un sesgo más limpio).

Finalmente, la desventaja más obvia es que reduce a la mitad su margen de oscilación de voltaje de entrada y salida. A menos, por supuesto, que duplique el suministro positivo cuando aterriza el suministro negativo.

Answer 2

Puede ser útil mencionar un caso especial. Hay algunos opamps que son adecuados para usar un solo suministro. Uno barato y común es el LM324, en realidad cuatro amplificadores en un solo paquete. Este amplificador puede balancear su salida bastante cerca del suelo cuando se usa una sola fuente (también funciona para suministros dobles) pero especialmente atractivo, puede manejar ENTRADAS que son ligeramente negativas con respecto a la tierra, no es posible con cualquier opamp seleccionado al azar. Por lo tanto, si tuviera un sensor, digamos, un termopar siempre más caliente que la temperatura ambiente (o alguna otra temperatura “fija”), o siempre más frío que dicha referencia, podría hacer que la entrada sea negativa con respecto a tierra por cierto, conecta el termopar, y el sistema funcionaría muy bien. Otra fuente razonable podría ser un fotodiodo para determinar la intensidad de la luz, y también hay otras aplicaciones.

Para las señales de entrada de CA donde el nivel de CC no tiene importancia, un simple acoplamiento de condensadores y un par de resistencias para polarizar el terminal de entrada del amplificador podría ser una solución racional. Es posible que desee tomar precauciones para eliminar el ruido o la deriva excesiva en el divisor de voltaje, pero causado por la fuente de alimentación. Depende de la aplicación nuevamente.

Tal circuito se usa en muchos de los relojes de pulsera que muestran la frecuencia cardíaca detectada por un cinturón que se usa alrededor del cofre. Aquí, los opamps de baja potencia son realmente puertas lógicas correctamente sesgadas, que también proporcionan oscilaciones para transmitir una señal magnética al reloj de pulsera desde el cinturón del pecho. No hay opamps “adecuados” en absoluto, pero las puertas son un sustituto económico, conveniente y compacto.

Answer 3

Un amplificador operacional no tiene conexión a tierra, por lo que se comporta igual pase lo que pase. Su rango de modo común y la oscilación de salida siguen siendo los mismos, en relación con los voltajes de la fuente de alimentación, no con respecto a alguna tierra.

Si solo tiene un voltaje de suministro y necesita amplificar las señales que se vuelven negativas y positivas, debe hacer algunos trucos terribles, como sesgar la entrada positiva a la media tensión de alguna manera, con mucho cuidado de usar un voltaje de polarización estable y filtrado. La salida del amplificador operacional hará un seguimiento de este sesgo, por lo que la siguiente etapa tendrá que estar sesgada con la misma media tensión para evitar la acumulación de compensaciones. O si la señal es CA, puede usar condensadores para bloquear los niveles de CC. Un truco común si tiene un amplificador operacional adicional es utilizar un amplificador operacional para generar la “tierra” virtual de media tensión, o realmente conectar esa salida del amplificador operacional a tierra y hacer flotar la batería, dividiendo efectivamente el voltaje de la batería en medio alrededor del suelo.

Answer 4

No pasa nada, pero tendrá que acoplar la señal de CA al amplificador y sesgo de referencia en algún lugar entre Vs y tierra para no recortar la mitad de la forma de onda (en caso de una señal de CA)

Answer 5

El opamp funcionará bien con fuentes de alimentación de riel doble o simple. Los amplificadores operacionales de riel doble y de riel simple no tienen un terminal de tierra en el paquete, por lo que realmente no les importa.

Los amplificadores operacionales de un solo riel generalmente se denominan así porque tienen un rango de oscilación de salida que incluye tierra para que las señales unipolares puedan manejarse con el amplificador operacional sin tener un punto de referencia de tierra elevado.

Si tiene rieles de +/- 5V o un solo riel de + 10V / tierra, entonces debe conectar el suministro más positivo (por ejemplo, + 5V o + 10V) al terminal Vs + y el más negativo al terminal Vs- (-5V o Suelo). El IC verá un total de 10V y no sabe ni le importa dónde está su asignación arbitraria de tierra. Luego, debe leer la hoja de datos de IC y utilizar las especificaciones que se aproximen más al intervalo de 10 V de la fuente de alimentación.