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problemas con amplificadores diferenciales e inversores

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Estoy tratando de compensar una señal triangular de 4 voltios pico a pico por alrededor de 10.2V hacia arriba con sólo una tensión de alimentación de +20 voltios, lo hago usando un amplificador diferencial pero la señal de salida se invierte así que traté de invertirla de nuevo mediante el uso de un op-amp inversor pero en lugar de sólo invertir la señal redujo la salida de la tensión a unos pocos milivoltios con un valor pico a pico muy bajo y moverlo de nuevo al punto de origen. ¿Alguna idea de por qué ocurre esto y cómo solucionarlo?

A continuación se muestra mi diagrama esquemático, Vin es mi señal de entrada y Vout1 es el desplazamiento que quiero, pero sólo se invierte en su lugar, y Vout2 es lo que sucede después de que pasa a través de la inversión op-amp

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amjad Puntos 26

Como ya han mencionado los demás, falla porque la etapa de amplificación inversora también invertirá tu señal junto con el desplazamiento de CC que has añadido.

Aquí está la correcta. Single supply amplfier (gain adjustable) with DC offset (can be gain adjustable if needed) Figura 1. Amplificador de alimentación única (ganancia ajustable) con desplazamiento de CC (puede ajustarse la ganancia si es necesario).

La función de transferencia sería

\$\displaystyle V_{out2} = V_{out1} \left(-\frac{R_6}{R_5}\right) + V_{ref} \left(1 + \frac{R_6}{R_5} \right) \$

\$\displaystyle V_{out1} = V_{in}\left(-\frac{R_2}{R_1}\right) + V_{ref}\left(\frac{R_4}{R_3+R_4}\right)\left( \frac{R_1+R_2}{R_1}\right) \$

Así

\$\displaystyle V_{out2} = V_{in}\left(-\frac{R_2}{R_1}\right) \left(-\frac{R_6}{R_5}\right) + V_{ref} \left[ \left(\frac{R_4}{R_3+R_4}\right)\left( \frac{R_1+R_2}{R_1}\right) \left(-\frac{R_6}{R_5}\right) + \left(1 + \frac{R_6}{R_5} \right) \right]\$

Si \$ R_1 = R_2 = R_3 = R_4 \$ entonces

\$\displaystyle V_{out2} = V_{in} \left(\frac{R_6}{R_5}\right) + V_{ref} \$

También si \$R_5 = R_6\$ (que es el circuito de arriba), entonces.

\$ V_{out2} = V_{in} + V_{ref} \$

La etapa de ganancia diferencial debe estar en la unidad o el \$V_{ref}\$ factor ya no lo será. Por ejemplo si la etapa de ganancia diferencial es 10 y la etapa de ganancia inversora es -2. Entonces \$ V_{out2} = 20V_{in} - 17V_{ref} \$ . Lo cual es absurdo.

Además, la referencia de desplazamiento de CC debe tener una impedancia de salida baja, o estropeará la etapa de ganancia diferencial.

También podría cambiar la etapa de ganancia de referencia proporcionando resistencia de realimentación en lugar del habitual búfer no inversor. Será útil en caso de que tengas una referencia de precisión de bajo voltaje, como TL431, o DAC de 5V, etc. como sustituto del divisor de voltaje anterior.

Esta es la forma de onda. The output waveform of the schematic above.

Figura 2. Forma de onda de salida del esquema anterior.


Desde hace mucho tiempo, siempre me ha gustado ilustrar el amplificador inversor como un balancín, me parece divertido. Imagino un medidor como indicador de tensión y un balancín como amplificador. En lugar de sentarme en mi banco, decido empujarlo con mi propia mano hacia arriba/abajo, que actúa como una señal de entrada según el medidor. El fulcro / pivote se coloca de acuerdo con la relación de resistencia. Si tiene la misma relación, entonces se colocará en el centro. Y siempre que haya un voltaje de referencia, subo/bajo el fulcro. Entonces, el otro lado del banco será la señal de salida. No es que implícitamente afirme que esta idea es original, pero siempre me funciona.

Seesaw as an analogy of Inverting Amplifier Op-Amp configuration.

Figura 3. Balancín como analogía de la configuración del amplificador inversor Op-Amp.


Por cierto, ¿cuál es su requisito de ganancia? Si tu objetivo es ganancia unitaria, entonces sólo estás desperdiciando un op-amp. Utilice configuración del amplificador sumador no inversor en su lugar. O mejor aún, modifiquemos un chip amplificador diferencial de ganancia unitaria ya fabricado. Por ejemplo INA105 no está disponible en la librería de LTSpice, por lo que hay que buscar en el modelo y también en el símbolo ya creado si existe en el directorio Grupos Yahoo! de LTSpice . También existen amplificadores diferenciales unitarios de mayor impedancia de entrada como AD8479 si es necesario.

Unity Gain Version, Differential Amplifier chip as a Non-Inverting Summing Amplifier. Figura 4. Versión de ganancia unitaria, chip amplificador diferencial como amplificador sumador no inversor.

La función de transferencia, como ya habrás adivinado, \$V_{out} = V_{in} \cdot \text{Gain} + V_{ref}\$ .

Es poco común ver a la gente lo llamó no-invertir la configuración del amplificador sumador debido a que el ajuste de ganancia no es sencillo en cuanto a la inversión común. Se puede decir que es un amplificador diferencial con tensión de referencia y entrada V- conectada a tierra. Pero, en este caso concreto, llamarlo amplificador sumador no inversor cuando se utiliza un amplificador diferencial de ganancia unitaria tampoco es incorrecto.

He supuesto que no tienes alimentación negativa (o no puedes tenerla) y además necesitas que la señal DC (o la señal AC de muy baja frecuencia) sea también amplificada. Si su frecuencia no es demasiado baja o no demasiado alta, digamos de audio, a continuación, a continuación, la configuración común de amplificador no inversor de corriente alterna polarizada, como en la respuesta en la otra pregunta aquí .

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