Amplificadores Operacionales

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Yolanda Sánchez Castro
hace 8 años
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1 Amplificadores Operacionales OP-AMP Prof. Caroline González ELEN 3311 OP AMP Un amplificador operacional es un amplificador de alta ganancia y un circuito integrado capaz de realizar un gran número de amplificaciones lineales y no lineales y funciones de procesamiento de señal al. Es un amplificador de acople directo (direct- coupled) Fue desarrollado en los 1950 s para usarse en computadoras para realizar operaciones matemáticas ticas. Contiene transistores, capacitores, resistores. 1

capaz de realizar un gran número de amplificaciones lineales y no lineales y funciones de procesamiento de señal al.

2 Esquemático de un OP-AMP Símbolo de un OP-AMP v + = entrada no-invertidora v - = entrada invertidora v d = voltaje diferencial = v + - v - v out = salida ±V = ±V cc = suplidores de potencia ( bias ) 2

3 Característica de entrada y salida V out Región de Saturación Vcc Región Lineal V d -Vcc Región de Saturación ± V cc establece los voltajes máximo y mínimo en la salida ). (±V sat ). Aplicaciones Amplificador Sumador Amplificador Restador Amplificador Multiplicador Divisor Integrador Diferenciador (Derivador) Buscar Promedio Comparadores Convertidor de Voltaje a Corriente y de Corriente a Voltaje Oscilador Generadores de Señales Filtros Activos Rectificador Amplificador de Instrumentación Convertidores A/D y D/A Phase-locked loop Controladores Convertidores de AC a DC Otros: : La limitación de un op-amp es nuestra imaginación 3

Aplicaciones Amplificador Sumador Amplificador Restador Amplificador Multiplicador Divisor Integrador Diferenciador (Derivador) Buscar Promedio Comparadores

4 Diseño de un circuito acondicionador de señales 0 C 50 C LM335 (sensor) V T 2.73 V 3.23 V CAS V o 0 V 5 V Microcontrolador 15 V 10kohm 10kohm 100kohm LM kohm + VT VT + 10kohm 54.9kohm 15 V kohm + Vo - Diseño de un detector de humo 4

5 Diseño o de un convertidor de análogo a digital (A/D) Modelo Ideal vs. Práctico Valores típicos para dos OP-AMPs 411 in Parámetro R in R o A v MΩM 50 Ω 2 x TΩT 50 Ω 2 x

6 Modelo Ideal 1) R in = 2) R out = 0 3) A OL = Asunción Implicación i + = i - =0 Voltaje de salida es independiente de la carga R L v d = 0 (v + = v - ) Retroalimentación (Feedback) Negativa Retroalimentación negativa es el proceso donde una porción del voltaje de salida de un amplificador es regresado a la entrada con un ángulo de fase que se opone (o que se resta) ) a la señal de entrada.. La ganancia (A CL ) se reduce. (A CL Sin retroalimentación negativa la salida estará en la región de saturación. ejemplo: si v in = 1 mv v out = (1 mv)(2 x 10 5 ) = 200 V La salida siempre será ±V cc. 6

regresado a la entrada con un ángulo de fase que se opone (o que se resta) ) a la señal de entrada.. La ganancia (A CL ) se reduce.

7 Web-Sites de Interés ing.bc.inter.edu/cgonzalezr/index.html (clase ELEC 4080, OP-AMP, notas de la clase) incluye información n de las configuraciones básicas, b filtros, osciladores, comparadores, limitaciones de un op-amp en dc y ac, etc. ://ing.bc.inter.edu/cgonzalezr/index.html (clase ELEN 3311, Electrónica I) hoja de data del op-amp LM incluye información n de aplicaciones de un op-amp, ecuaciones y una forma interactiva de analizar circuitos que contienen op-amp amp. mp.htm - enciclopedia de los amplificadores operacionales. incluye configuraciones básicas, b ejemplos y demostraciones. contiene hojas de data de amplificadores operacionales. Configuraciones Básicas Amplificador Invertidor Amplificador No-Invertidor Seguidor de Voltaje (Buffer) Sumador Restador Derivador Integrador 7

bc.inter.edu/cgonzalezr/index.html (clase ELEN 3311, Electrónica I) hoja de data del op-amp LM741. http://www.bcae1.

8 Amplificador Invertidor Amplificador No-Invertidor Ejemplo de Multisim Seguidor de Voltaje (Buffer) Caso especial del amplificador no invertidor. Los voltajes de entrada y salida son iguales. Convierte una fuente de voltaje práctica a una fuente ideal. No extrae corriente de un circuito (R in = ), por lo tanto es ideal para monitorear circuitos ( clandestine bug ). 8

Los voltajes de entrada y salida son iguales.

9 Sumador Restador Balanceado: R 1 =R 3, R 2 =R 4 Derivador Integrador 9

10 Comparadores Operan en la región no-lineal. Producen salidas discretas. Aplicaciones: Comparar dos niveles de voltaje Convertir de análogo a digital Pueden o no usar retroalimentación. Su salida es ± V cc. Pasos para analizar los comparadores 1. Determinar v Determinar v Determinar v d (v d = v + - v - ). 4. Si v d es +, v out = +V+ sat Si v d es -, v out = -V sat 10

retroalimentación. Su salida es ± V cc. Pasos para analizar los comparadores 1. Determinar v +.

11 Tipos de comparadores HW Comparador no-invertidor Comparador invertidor Comparador no-invertidor con bias positivo Comparador invertidor con bias positivo Comparador no-invertidor con bias negativo Comparador invertidor con bias negativo Convertidores Voltaje a Corriente (Howland) Corriente a Voltaje 11

positivo Comparador no-invertidor con bias negativo Comparador invertidor

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