Ganancia de bucle abierto

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La ganancia de bucle abierto de un amplificador electrónico es la ganancia obtenida cuando no se utiliza retroalimentación general en el circuito .

La ganancia de bucle abierto de muchos amplificadores electrónicos es excesivamente alta (por diseño): un amplificador operacional ideal ( amplificador operacional) tiene una ganancia de bucle abierto infinita. Normalmente, un amplificador operacional puede tener una ganancia máxima de bucle abierto de alrededor de 100 dB .${\displaystyle 10^{5}}$

Normalmente, la retroalimentación negativa se aplica alrededor de un amplificador con alta ganancia de bucle abierto, para reducir la ganancia del circuito completo a un valor deseado.

Definición

La definición de ganancia en bucle abierto (a una frecuencia fija) es

${\displaystyle A_{\text{OL}}={\frac {V_{\text{out}}}{V^{+}-V^{-}}},}$

donde es la diferencia de voltaje de entrada que se amplifica. (La dependencia de la frecuencia no se muestra aquí).${\displaystyle V^{+}-V^{-}}$

Papel en la ganancia no ideal

La ganancia de bucle abierto es un atributo físico de un amplificador operacional que a menudo es finito en comparación con la ganancia ideal. Si bien la ganancia en bucle abierto es la ganancia cuando no hay retroalimentación en un circuito, un amplificador operacional a menudo se configurará para usar una configuración de retroalimentación tal que su ganancia sea controlada por los componentes del circuito de retroalimentación.

Tomemos el caso de una configuración de amplificador operacional inversor. Si la resistencia entre el nodo de salida único y el nodo de entrada inversora es y la resistencia entre una fuente de voltaje y el nodo de entrada inversora es , entonces se define la ganancia calculada de dicho circuito en el terminal de salida, asumiendo una ganancia infinita en el amplificador, es:${\displaystyle R_{2}}$${\displaystyle R_{1}}$

${\displaystyle G=-{\frac {R_{2}}{R_{1}}}}$

Sin embargo, incluir la ganancia finita de bucle abierto reduce ligeramente la ganancia a:${\displaystyle A}$

${\displaystyle G={\frac {-{\frac {R_{2}}{R_{1}}}}{1+(1+{\frac {R_{2}}{R_{1}}}){\frac {1}{A}}}}}$

Por ejemplo, si y , entonces -1,9994 en lugar de exactamente -2.${\displaystyle {\frac {R_{2}}{R_{1}}}=2}$${\displaystyle A=10^{4}}$${\displaystyle G=}$

(La segunda ecuación se vuelve efectivamente la misma que la primera ecuación cuando se acerca al infinito).${\displaystyle A}$

La ganancia de bucle abierto puede ser importante para calcular la ganancia real de una red de amplificadores operacionales, donde la suposición de una ganancia de bucle abierto infinita es inexacta.

Amplificadores operacionales

La ganancia de bucle abierto de un amplificador operacional cae muy rápidamente al aumentar la frecuencia . Junto con la velocidad de respuesta , esta es una de las razones por las que los amplificadores operacionales tienen un ancho de banda limitado .

Ver también

• Producto de ganancia de ancho de banda
• Ganancia de bucle (incluye tanto la ganancia de bucle abierto como la atenuación de retroalimentación)
• Resumen de los términos del amplificador de retroalimentación negativa

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