Tecnología Electrónica

Retroalimentación Negativa en Amplificadores: Práctica Estándar, No Definición

Un Amplificador No Es "Retroalimentación Negativa" — Pero la Mayoría de los Buenos la Usan

La retroalimentación negativa (NFB) es una **técnica de diseño** aplicada *a* un amplificador, no el amplificador en sí. Un amplificador en lazo abierto (sin retroalimentación) sigue siendo un amplificador — solo que usualmente uno pobre para trabajo de precisión.

Qué Hace la Retroalimentación Negativa

Muestrear salida → invertir → restar de la entrada → señal de error impulsa el camino directo.

ACL = AOL / (1 + AOLβ) ≈ 1/β (cuando AOLβ >> 1)

Beneficios (La "Magia" de la NFB)

ParámetroFactor de MejoraResultado
Estabilidad de Ganancia1 + AOLβGanancia establecida por β pasivo (resistencias), no por variaciones del dispositivo activo
Distorsión No Lineal (THD/IMD)1 + AOLβCorrección de error → salida más limpia
Ancho de banda1 + AOLβfH,CL = fH,OL × (1 + AOLβ) (producto Ganancia-Ancho constante)
Impedancia de Entrada× (1 + AOLβ) (serie) o ÷ (shunt)Zin personalizada
Impedancia de Salida÷ (1 + AOLβ) (serie) o × (shunt)Menor Zout = mejor conducción de carga, amortiguamiento
PSRR / CMRR1 + AOLβRechazo de ondulación de fuente, modo común

Costos de la NFB

  • Reducción de Ganancia: Ganancia en lazo cerrado << Ganancia en lazo abierto. Se necesita alta AOL para disponer.
  • Riesgo de Estabilidad: Desplazamiento de fase en el lazo → retroalimentación positiva en alta frecuencia → oscilación. Requiere compensación (polo dominante, lead-lag).
  • Ruido: Ruido térmico de resistencia de retroalimentación añadido. El ruido de la etapa de entrada es crítico.
  • Sobrecarga Transitoria: Señales grandes saturan el lazo de retroalimentación → tiempo de recuperación (distorsión inducida por velocidad de levantamiento).

Cuándo los Amplificadores *No* Usan NFB

  • PA RF Clase C / E / F: No lineal, angosto de banda, carga sintonizada. Eficiencia > linealidad.
  • Comparadores en Lazo Abierto: Ganancia infinita usada para decisión, no amplificación.
  • Preamps Ultra-Bajo Ruido Especializados: A veces sin NFB global, solo degeneración local (p. ej., algunos fonoetages, preamplificadores de micrófono).
  • Eras Tempranas de Tubo de Vacío / Transistor: Antes de que la teoría de NFB (Black, 1927; Bode, 1940s) se aplicara.

Topologías de Retroalimentación

  • Voltaje-Serie (Serie-Shunt): Op-amp no inversora. Zin↑, Zout↓. Amplificador de voltaje ideal.
  • Corriente-Shunt (Shunt-Serie): Op-amp inversora / Amplificador transimpedancia. Zin↓, Zout↑. Amplificador de corriente ideal.
  • Voltaje-Shunt / Corriente-Serie: Variantes transconductancia / transresistencia.

Analogía

Amplificador en lazo abierto = Manguera de bomberos descontrolada. Alta presión, puntería salvaje. NFB = Bombero sosteniendo la boquilla, ajustando según dónde cae el agua. Controlado, preciso, pero limitado por la velocidad de reacción del bombero (ancho de banda) y su fuerza (ganancia).

>

<

Amplificadores y preamplificadores