Muy bien. Continuamos con esta segunda clase Concepto de realimentación. Entonces hoy día vamos a hablar de la realimentación. ¿Qué es la realimentación? ¿Cómo funciona? Yo diría que esta es la clase más importante de este capítulo. así que pongamos mucha atención. Realimentación o retroalimentación es lo mismo, en español lo decimos de ambas formas, hay gente que prefieren retroalimentación nosotros preferimos realimentación. En inglés es feedback. La realimentación permite des-sensibilizar el desempeño de un circuito ante cambios en los parámetros de algunos de sus componentes. No decimos lo que es, estamos diciendo para que sirve. Por ejemplo tenemos una ganancia A y la gracia de la realimentación es que logra que la ganancia A se convierta en algo ratiométrico y que no dependa de parámetros que pueden cambiar mucho. Entonces vuelve insensible a la ganancia A ante cambios en los parámetros externos por ejemplo temperatura por ejemplo cambios internos en valores de componentes que no resultan en ecuaciones ratiométricas. Este es el mismo concepto que se emplea en control automático entonces esta clase tiene mucho de control automático. Primero medimos el error respecto a una referencia y luego aplicamos una acción para corregir. Por ejemplo el control crucero de un auto, ese control crucero que dice yo fijo la velocidad en un valor por ejemplo 50 km/h y el auto va midiendo esa velocidad aplica mayor potencia hasta que se llega a los 50 kilómetros por hora. Entonces eso es una forma de realimentación. El objetivo de un controlador es minimizar el error, esa es la clave, queremos minimizar el error. En el caso del opamp es un controlador electrónico para las señales y por lo tanto el error entre alguna referencia y algún valor medido tiene que ser 0 o la más pequeño posible. Gracias a la realimentación usando este opamp que es como un controlador electrónico para señales hacemos que el error sea 0 y por tanto el error y la referencia se parecen mucho. Es realimentación negativa y esto es la fase clave en este capítulo si es que hay una. Si hay realimentación negativa el opamp hará todo lo posible para que exita cortocircuito virtual entre sus entradas que no es otra cosa que error cero. O sea el corto circuito virtual significa que la entrada inversora y la no inversora están al mismo voltaje, eso el corto circuito virtual, no es que se cueteen por dentro sino que están al mismo voltaje o sea una mueve para alcanzar a las otras. Topología con realimentación negativa es una condición necesaria paro no suficiente para que exista cortocircuito virtual. A veces puede haber topología con realimentación negativa y puede no haber cortocircuito virtual, esto lo vamos a ver hacia el final del capítulo. Entonces es el concepto de realimentación esto es lo que se aprende en control automático, por ejemplo esto es una fuente de señales pero en realidad este podría ser por ejemplo un set point o un valor de referencia para la velocidad de un auto. Entonces hay un comparador o algo que en realidad resta, es un circuito que resta, que toma esta que es la velocidad de salida. Toma la velocidad de salida y la compara con la velocidad de entrada y si la velocidad de entrada es mayor que la de salida aplica una acción sobre el auto para aumentar la potencia, eso es esencialmente. En control automático se habla de que esta es la rama directa y que esta es la rama de realimentación, y hay otras ramas más pero no las vamos a estudiar en este curso. Entonces esto de aquí es el restador, este es el controlador muchas veces rama directa, rama de alimentación. ¿Cuál es la idea? Nosotros en circuitos en electrónica vamos a tratar de calcular Xo en función de Xs que es la entrada. Entonces Xo yo se que es A veces Xi pero también yo se que Xi es Xs menos Xf y yo se que Xf es beta por Xo. Entonces reemplazo allá y me queda Xs- beta x Xo. Entonces yo puedo reemplazar este allá y ahí se vuelve medio recursivo porque ahí tenemos que Xo es A x Xi pero Xi es Xs menos A x beta x Xo. Entonces yo paso esto para el las izquierdo y tengo que Xo en factor de 1 + A x beta es A x Xs, y de aquí llego a que Xo en función de Xs es A / 1 + A x beta. Muy bien. Es posible demostrar, esto no lo vamos a hacer en este curso, que la realimentación reduce la ganancia en un factor de 1 + A x beta respecto a su valor en lazo abierto. Bueno, esto sí lo estamos haciendo en este curso. Esta es la ganancia del amplificador de la rama directa y con realimentación la ganancia Xo / Xs es 1 + A beta veces menor que la ganancia en lazo abierto. Eso sí lo demostramos pero lo que no vamos a demostrar es que es posible aumentar el ancho de banda en la misma proporción y alterar las impedancias de entrada y salida en la misma proporción. ¿Cuál es la gracia de este resultado? La gracia de este resultado es que típicamente beta es ratiométrico lo cual significa que está muy muy bien definido, por ejemplo una razón entre dos resistencias muy precisa, y típicamente A es muy grande lo cual significa que esta expresión se parece dado que 1 + A beta es muy parecido a A x beta porque A x beta es mucho mucho mayor que 1. Entonces esto se parece a A / A beta y ahí cancelamos esos dos y nos queda 1 / beta y beta como dijimos es ratiométrico típicamente pasivo, típicamente un divisor de tensión, y eso hace que esté definido de una forma muy precisa. Entonces la ganancia resultante en un amplificador con realimentación no depende de la ganancia del amplificador mismo que estamos usando sino que depende de elementos externos y esos elementos externos pueden ser definidos con precisión arbitraria, esa es la gran gracia de la realimentación. Entonces eso de realimentación y cortocircuito virtual siempre se ha dicho como tengo cortocircuito virtual. Sí, mágicamente estos dos están al mismo potencial. No es mágicamente, vamos a regresar una lámina para explicar eso con mayor detención. Si Xo es finito, síganme con esta, si Xo es finito y A es muy grande entonces Xi tiene que ser muy chico casi 0, y si Xi es prácticamente 0 entonces estas dos son iguales. ¿Cuál es la gracia ahí? Que la entrada inversora y la entrada no inversora son igual, eso es lo que estamos diciendo aquí, en el fondo el opamp va a mover su salida para que las dos entradas tengan el mismo potencial. Esa es la frase importante que dijimos aquí. Si hay realimentación negativa el opamp hará todo lo posible para que exista cortocircuito virtual. Entonces en éste caso por ejemplo si por alguna razón este voltaje de salida llega a cambiar y deja de ser lo que queremos que sea, supongamos que este voltaje de salida bajó, si este voltaje baja aquí hay un divisor de tensión que hace que este baje y si este baja esta diferencia crece y si esta diferencia crece el opamp va a aumentar su salida porque la salida del opamp es A veces esta diferencia. Si esta diferencia you no es tan pequeña el opamp va a aumentar su salida para regular y compensar de alguna forma contra esta bajada y con eso logra recuperarse de un cambio. Entonces esa es la clave de la realimentación, como es la realimentación si algún voltaje de aquí llega a cambiar de alguna forma. La realimentación negativa hace lo posible para que ese voltaje se recupere. Pensemos en el caso distinto, si es que este voltaje llega a subir por alguna razón. Digamos que hubo un cambio en algo interno aquí que hace que este voltaje suba. Si este voltaje sube, este también sube. Si este sube, esta diferencia cambia y se hace más negativa. Y eso va a hacer, al hacerse más negativa, se multiplica por A, por el A grande de este amplificador, y hace que este baje un poco y se recupere. La realimentación positiva es lo contrario. La realimentación positiva, en este caso, sería al revés. En realimentación positiva, si esto sube un poco, este sube. Si este sube, esta diferencia crece. Si esta diferencia crece y se multiplica por A, éste sube más. Si este sube más, este sube más. Si este sube, esta diferencia crece más. Si esta diferencia crece más, este sube más. Este, oops. La emoción de la realimentación. Entonces, lo que ocurre ahí es realimentación positiva. El que la entrada, el que la realimentación ocurra hacia la entrada inversora no es garantía de que haya retroalimentación negativa, de hecho, pueden pasar cosas bien raras, puede haber cosas como por ejemplo que una realimentación es negativa para cierta frecuencia, y positiva para otra, esas cosas pasan. Muy bien. Resolvamos para estos valores con A arbitraria. Entonces, esta es A, A es arbitraria. Entonces, vamos a asumir que no conocemos nada de la realimentación. Yo sé que Vo va a ser A veces, V más menos V menos. Ninguna duda con eso. ¿Cierto? V más es Vi. V menos es, divisor de tensión, es R1 por, pero partido por R1 más R2. Entonces, reemplazamos todo eso ahí, y vemos aquí Vo es A por V más, que es Vi, menos A por V menos, que es R1 Vo partido por R1 más R2. Luego, juntamos Vo, 1 más A, por R1 partido por R1 más R2, entre nos, esto es beta, y beta es ratiométrico y beta es pasivo. Beta es casi siempre, yo diría que siempre, beta es menor que 1. Y eso es igual a A por Vi, y luego tenemos que Vo es Vo partido por Vi, pasamos Vi dividiendo allá, y esto nos queda A partido por uno más A R1 partido por R1 más R2. La misma forma, A partido por uno más A beta. Si A es muy grande, esto se parece a A partido por A R1 partido por R1 más R2, estos se van, y nos quedan R1 más R2 partido por R2. Entonces, nosotros podemos hacer estos cálculos de, digamos, de amplificador de operacionales, asumiendo que A es muy grande, y después hacemos el supuesto de que A es tan grande que se puede cancelar de aquí. Pero con A finito nos resulta este valor, y con A infinito y nos resulta este valor, y se parecen. Mientras A es más grande, más tendemos a este valor. Oye, en las próximas cápsulas vamos a ver un montón de cuestiones. Aquí está la lista, y no es necesario leerlas ahora. Pero bueno, eso concluye esta charla, esta clase.
