Retroalimentación negativa en el amplificador operacional y ganancia en bucle cerrado del amplificador operacional
Retroalimentación negativa en el amplificador operacional
Obtenemos retroalimentación negativa en un amplificador operacional conectando la terminal de salida de un amplificador operacional a su terminal de entrada inversora a través de una resistencia adecuada, como se muestra a continuación.
La ganancia de un amplificador operacional con retroalimentación negativa se llama ganancia en bucle cerrado.
Ganancia en bucle cerrado del amplificador operacional
Cuando conectamos una resistencia de retroalimentación y una resistencia en serie con la terminal de entrada inversora de un amplificador operacional, como se muestra en la imagen anterior, la ganancia del sistema se convierte simplemente en la relación negativa entre la resistencia de retroalimentación y la resistencia de entrada. El amplificador operacional tiene su propia ganancia, que es prácticamente muy grande e idealmente infinita. Podemos imponer una ganancia predeterminada al sistema independientemente de la ganancia propia del amplificador operacional (ganancia en bucle abierto). Hacemos esto eligiendo los valores apropiados de la resistencia de entrada en serie (Ri) y la resistencia de retroalimentación (Rf). La ganancia del sistema de amplificador operacional debe ser
Para entender la ganancia en bucle cerrado de un amplificador operacional 741, vamos a revisar un ejemplo. El amplificador operacional 741 tiene los siguientes parámetros.
Parámetro |
Valor |
Ganancia en bucle abierto |
2 × 105 |
Resistencia de entrada |
2 MΩ |
Resistencia de salida |
5 Ω |
Encontremos la ganancia en bucle cerrado del amplificador operacional cuando conectamos una resistencia de 10 kΩ en serie con la terminal inversora y una resistencia de 20 kΩ como ruta de retroalimentación.
El circuito equivalente del amplificador operacional con la fuente de entrada será como se muestra a continuación,
Supongamos que el voltaje en el nodo 1 es v. Ahora, aplicando la ley de corrientes de Kirchhoff en este nodo, obtenemos,
Ahora, aplicando la ley de corrientes de Kirchhoff en el nodo 2, obtenemos,
Ahora, a partir de la figura, se encuentra que,
A partir de las ecuaciones (i) y (ii), obtenemos,
Por lo tanto, la ganancia en bucle abierto del amplificador operacional es, 2 × 105.
mientras que la ganancia en bucle cerrado solo llega a 2.
Tomemos otro ejemplo de ganancia en bucle cerrado de un amplificador operacional.
El circuito equivalente del circuito de amplificador operacional 741 anterior se puede redibujar como,
Ahora, considerando que el voltaje en el nodo 1 es v, aplicando la ley de corrientes de Kirchhoff en el nodo 1, obtenemos,
