Amplificador con realimentación

Un "Amplificador con re-alimentación" (CFs-current feedback) es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):
$Vout=G\cdot$ V⁺ − V^-
Donde $G=\Delta _{v}=-{\frac {R_{realimentacion}}{R_{entrada}}}$

El amplificador con realimentación es una alternativa a los amplificadores con realimentación en voltaje, también llamados operacionales. (Véase Amplificador operacional)

Teoría de realimentación negativa

Definición

Estrategia general de diseño de sistemas, según la cual una magnitud proporcional a la salida del sistema se resta a la entrada de referencia.

Ventajas de la RN

• Reduce la sensibilidad del sistema a variaciones de parámetros.
• Aumenta el ancho de banda.
• Reduce la distorsión no lineal.
• Mejora las impedancias de entrada y de salida

Configuración del amplificador realimentado

Normalmente bA>>1 _Af ~1/b

1+bA es el factor de mejora.

En ese factor aumenta el ancho de banda, disminuye la sensibilidad… Amplificador sin realimentación con frecuencia de corte superior en wH

A(s)=Am/(1+s/wH)

aAf=A/(1+bA)

aAf(s) = Afm/(1+s/wHf) siendo Afm=Am/(1+bAm) y wHf = wH(1+bA)

 La ganancia se reduce en 1+bA  El ancho de banda aumenta en 1+bA

Amplificador sin realimentación con frecuencia de corte inferior en wL

A(s)=Ams/(s+wL)

aAf=A/(1+bA)

aAf(s) = Afms/(s+wLf) siendo Afm=Am/(1+bAm) y wLf = wL/(1+bA)

 La ganancia se reduce en 1+bA  El polo de baja frecuencia disminuye en 1+bA

  Ancho de banda original

  Nuevo ancho de banda

Amplificadores ideales y configuraciones de realimentación

4 posibilidades 1. Tensión 2. Corriente 3. Transresistencia 4. Transconductancia

En el caso de amplificadores de voltaje la realimentación debe aumentar Rin y disminuir Rout, para que toda la tensión que proviene de la señal de entrada caiga sobre el amplificador y para que toda la tensión de la señal de salida caiga sobre la carga que se coloque. En los amplificadores de transresistencia la realimentación debe disminuir la Rin y disminuir Ro, para que toda la corriente de la señal de entrada pase por el amplificador y para que toda la tensión de salida del amplificador caiga sobre la carga colocada. En el caso de amplificadores de corriente la realimentación deberá disminuir Rin y aumentar Rout, para que toda la corriente de la señal de entrada pase por el amplificador y para que toda la corriente de salida pase por la carga colocada. Y por último en los amplificadores de transconductancia la realimentación deberá aumentar Ri y aumentar Ro, para que toda la tensión de la señal de entrada caiga sobre el amplificador y para que toda la corriente de salida pase por la carga colocada.

Amplificador de Tensión

IDEAL REAL

Amplificador de Corriente

IDEAL REAL

Amplificador de Transresistencia

IDEAL REAL

Amplificador de Transconductancia

IDEAL REAL

La Realimentación aumenta o disminuye Rin y Rout de forma que los amplificadores se parezcan más al caso ideal.

    Efecto de la Realimentación

Amplificador en Tensión Rin Rout

Amplificador en Corriente Rin Rout

Amplificador de Transresistencia Rin Rout

Amplificador de Transconductancia Rin Rout

Tipos de realimentación

La Realimentación en Tensión se opone a cualquier variación de la señal de entrada que intente cambiar la tensión de salida a reduce la Rout (adecuada para los amplificadores de tensión y transresistencia)

La Realimentación en Corriente se opone a los cambios de corriente, haciendo que la salida sea una fuente de corriente cte a aumenta la Rout (adecuada para los amplificadores de corriente y transconductancia)

TIPOS DE REALIMENTACIÓN

La Realimentación en Serie. Se conecta en serie el circuito del amplificador con el de realimentación. Esto incrementa la resistencia de entrada (adecuada para amp. de tensión y transconductancia).

La Realimentación en Paralelo. Se conectan en paralelo el circuito amplificador y el de realimentación. Esto disminuye la resistencia de entrada (adecuada para amp. de corriente y transrresistencia).

Realimentación de tensión en serie para amplificador de tensión.

Realimentación de corriente en paralelo para amplificador de corriente.

Ventajas

La principal ventaja del desarrollo usando amplificadores con realimentación en corriente es la altísima velocidad que proporcionan. En consecuencia, se ha comprobado que aumentar la velocidad tiene como ventaja una mejora del sonido. Así mismo, la velocidad influye en la rapidez en la que se podrán corregir los fallos que ellos mismos producen.

Los amplificadores realimentados en corriente (CFA) es un tipo de amplificador electrónico cuya entrada negativa es sensible a la corriente, a diferencia de los amplificadores normales que lo son a la tensión (VFA).

El CFA fue inventado sobre 1988. Normalmente son producidos como circuitos integrados con la misma asignación de pines que los VFA, permitiendo así que los dos tipos puedan ser fácilmente intercambiables. En configuraciones simples, tales como amplificadores lineales, un CFA puede ser usado en lugar de un VFA sin modificar el circuito, pero en otros casos, como en los integradores se necesita un rediseño. La configuración clásica del amplificador con cuatro resistencias también funciona con un CFA, pero el CMRR es muy pobre.

Véase también

• Amplificador de aislamiento (AA)
• Amplificador de instrumentación
• Amplificador de transconductancia variable (OTA)
• Amplificador operacional
• Comparador
• Transistor
• Trigger Schmitt o disparador Schmitt

Enlaces externos

• (en inglés) Current Feedback Amplifiers (Analog Devices Inc.)
• (en inglés) Op Amps for Everyone Design Guide (Rev. B) (Texas Instruments Inc.)