¿Por qué en los ordenadores analógicos para el amplificador integrador no se aplica la resistencia de retroalimentación? Entonces, ¿cómo asegurarse (aparte de la configuración de las resistencias) de que el circuito funciona en fase lineal?
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LvW
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" ¿Por qué en los ordenadores analógicos para el amplificador integrador no se aplica la resistencia de retroalimentación? Entonces, ¿cómo asegurarse (aparte de la configuración de las resistencias) de que el circuito funciona en fase lineal? "
La respuesta es muy sencilla: En los ordenadores analógicos, el integrador se utiliza siempre en un bucle cerrado que, por razones de estabilidad del punto de funcionamiento, representa un bucle de retroalimentación negativa para la CC. Por lo tanto, la resistencia de retroalimentación que realiza la retroalimentación negativa de CC para la etapa del integrador "desnudo" no es necesaria. El bloque integrador trabaja con un punto de funcionamiento de CC estabilizado fijo.
ozmank
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Los integradores son sólo una parte de la solución en un circuito cerrado. Si la salida del integrador se satura, su ganancia se convierte en cero con un error de salida de CC fijo. Así que el diseño debe asegurar que la respuesta del sistema con ganancia proporcional y ganancia derivativa parcial (para mejorar la estabilidad) debe responder más rápido que el integrador puede saturar. Entonces la entrada media es igual a la tensión de referencia por lo que el integrador puede amplificar pequeños errores sobre la V de referencia hasta cero.
Normalmente, el error de estado estacionario se reduce por la ganancia de CC de lazo abierto dividida por la relación de retroalimentación o la ganancia neta de retroalimentación. El integrador es útil para amplificar este error proporcional de estado estable de forma natural con una constante de tiempo más lenta que el sistema y, por lo tanto, diseñado para no saturar.
En algunos casos se puede conmutar una ganancia proporcional doble (conmutador analógico y reducir R) para mejorar el tiempo de respuesta pero más amplificación de ruido entonces reducir cuando el error es lo suficientemente pequeño, la ganancia se reduce para bajo jitter y el error integrado es por lo tanto es útil para optimizar el rendimiento de cambio de señal pequeña vs cambio de señal grande.
Si el sistema no puede cumplir con los compromisos de respuesta rápida, error de estado estacionario 0 y baja fluctuación, a veces se puede utilizar un interruptor de derivación o un integrador doble de modo que uno se restablece (interruptor de derivación) mientras que el otro se selecciona para iniciar la corrección de errores de integración de errores pequeños.
La matemática para apoyar estas variables se hace a menudo en el tiempo y en el dominio de frecuencia de ganancia/fase de Bode, pero puede utilizar herramientas de estabilidad como los gráficos de Nyquist, Root Locus y otros.
Tamim Ad Dari
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Por lo que recuerdo, en los amplificadores integradores de los ordenadores analógicos, el condensador de la red de retroalimentación negativa se cargaba hasta la tensión inicial requerida (estado). Para ello, se conectaba una resistencia en paralelo al condensador y se aplicaba una tensión constante a la entrada del integrador. Así, el circuito de dos resistencias y el amplificador óptico actuaba como un amplificador inversor de corriente continua.
Una vez cargado el condensador, se desconecta la resistencia del condensador... se aplica la tensión de entrada a la entrada del integrador y se inicia la integración.
Otro detalle interesante de estos "tiempos analógicos" (antes de los años 70) era que los op-amps eran con entradas de un solo extremo e inversores (para poder aplicar la retroalimentación negativa). Así, los bloques funcionales de los op-amps eran inversores (de esta manera, se pueden restar dos tensiones con polaridades opuestas de forma "paralela").
Más tarde, la entrada diferencial del op-amp permitió hacer bloques de construcción de circuitos no inversores, en los que se podían restar dos tensiones con la misma polaridad de forma serie.
EDITAR (una respuesta al comentario de @Hearth más abajo). Con las imágenes de abajo, he ilustrado lo que quiero decir cuando digo que los voltajes se pueden restar "de una manera en serie" (op-amp seguidor - Fig. 1a) y "de una manera paralela" (op-amp amplificador inversor - Fig. 1b). En estos circuitos conceptuales, el op-amp (insinuado en gris claro) está representado por una fuente de tensión variable que produce una tensión Vout.
Fig. 1. Suma de tensiones en serie (a) y en paralelo (b)
El verano en serie (Fig. 1a) es extremadamente sencillo. No es "nada" (sólo un bucle). Suma dos tensiones de un solo extremo (Vin y Vout) pero la tensión resultante (dV) es flotante y requiere una entrada de op-amp diferencial.
El verano de tensión en paralelo (Fig. 1b) es más complejo ya que las dos fuentes de tensión (Vin y Vout) no pueden conectarse directamente en paralelo sino a través de las resistencias R1 y R2. La tensión resultante (dV = a.Vin - b.Vout) es de un solo extremo y puede aplicarse a un amplificador óptico con una entrada de un solo extremo.
Se puede decir que está "en paralelo", ya que Vin + R1 y Vout + R2 se pueden considerar como "fuentes de tensión reales con resistencia interna" (marcadas con un círculo amarillo).
Así, se conectan dos fuentes de tensión S1 y S2 en serie en el seguidor del op-amp (Fig. 1a) y en paralelo en el inversor op-amp (Fig. 1b).
