A. AMPLIFICADOR OPERACIONAL CON REALIMENTACION NEGATIVA. Para el sistema con realimentación negativa de la figura se pide:

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1 1/12 Ejercicio N 1 A. AMPLIFICADOR OPERACIONAL CON REALIMENTACION NEGATIVA Para el sistema con realimentación negativa de la figura se pide: a. Hallar A F = So / Si y Se / Si en función de A OL y β. b. A qué valores tienden cada uno de ellos cuando A OL.β? Ejercicio N 2 Para el circuito de la figura se pide: a. Qué valor tiene V A y por qué? b. Hallar V O / I i y V O / V i. c. Se puede decir que este circuito es un conversor de corriente a tensión? Cuál es el factor de conversión? d. Qué ocurre si se reemplazan V i y R 1 por su equivalente de Norton? e. Hallar R a, R b, R c, R d y R e. Ejercicio N 3 Para el circuito de la siguiente figura: a. Expresar V O como función de V 1, V 2, V 3 y V 4. b. Adoptar valores para R 1, R 2, R 3, R 4 y R F que simplifiquen la expresión obtenida en a).

2 2/12 Ejercicio N 4 Para los circuitos de las figuras se pide: a. Cuál es la transferencia V O / V i? b. Qué diferencias tienen entre sí? Ejercicio N 5 Para los siguientes circuitos indicar qué función cumplen y qué ventajas y desventajas tiene cada uno. a. b. c.

3 3/12 Ejercicio N 6 Hallar la función que realiza el siguiente circuito: Ejercicio N 7 Hallar la función que realiza el siguiente amplificador de instrumentación: Ejercicio N 8 Para los siguientes circuitos se pide: a. Hallar la tensión de salida en función de. b. Qué ventajas tiene el de la figura 2? c. Graficar para ambos circuitos V O = f( ). Figura 1 Figura 2

4 4/12 Ejercicio N 9 Para los siguientes circuitos hallar A F =Vo/Vi, R if y R OF DATOS: A OL = (ganancia de tensión a lazo abierto). R OOP =0 (impedancia de salida del amplificador operacional). R IOP = (impedancia de entrada del amplificador operacional). a. b. c. DATOS: R 1 =10 KΩ R 2 = 90 KΩ R 3 = 600 Ω A OL = 1000 R I = 5 KΩ R O = 50Ω R L = 4K7

5 5/12 d. DATOS: R L = 4K7 R 1 = 10 KΩ R 2 = 10 KΩ R 3 = 10 KΩ R 4 = 10 KΩ R G = 100 Ω A OL = 1000 R i = 10 KΩ R O = 50 Ω B. CIRCUITOS NO LINEALES Ejercicio N 10 El circuito de la figura se llama disparador de Schmitt o Schmitt Trigger. DATOS R 1 = R 3 =10 KΩ. R 2 = 100 KΩ. V Z1 = V Z2 = 6,8 V. a. Analizar su funcionamiento. b. Graficar la transferencia de tensiones V O = f (V i ). c. Para una entrada senoidal de 3 volts pico a pico, dibujar en un mismo gráfico la entrada, la salida del circuito y la salida del amplificador operacional. d. Indicar una posible aplicación práctica del circuito. e. Es físicamente realizable este circuito con un amplificador operacional ideal? Qué supone Ud. que ocurre en la práctica? Ejercicio N 11 Para los siguientes circuitos se pide: a. Calcular los valores V L y V H de la tensión de comparación V C. b. Calcular el valor de V W correspondiente a la ventana de histéresis. c. Graficar V i = f (t), V O = f (t) y V O = f (V i ).

6 6/12 Circuito 1: Además, luego invertir V ref, recalcular y obtener conclusiones. DATOS: V CC = +5 V. V EE = - 5 V. A OL = V I = 15 V. sen (ω.t) f = 1 KHz R 1 = 10 KΩ. R 2 = 100 Ω. V ref = 3 V. Circuito 2: Además, luego calcular la corriente de polarización del zener. DATOS: V CC = +5 V. V EE = - 5 V. A OL = V I = 15 V. sen (ω.t) f = 1 KHz R 1 = 220 KΩ. R 2 = 220 Ω. R Z = 33 Ω. V Z = 3 V. Circuito 3: Además, se pregunta A partir de qué valor de V C conmuta V O? DATOS: V CC = +5 V. V EE = - 5 V. A OL = V I = 15 V. sen (ω.t) f = 1 KHz R 1 = 50 KΩ. R 2 = 5 KΩ.

7 7/12 Ejercicio N 12 Analizar los siguientes circuitos indicando qué función cumple cada uno de ellos. Hallar las impedancias de entrada. Comentar las diferencias. Ejercicio N 13 Para el siguiente circuito se pide: a. Demostrar que el circuito funciona como un rectificador ideal de onda completa. b. Considerar aisladamente el circuito ubicado a la derecha de los puntos V a y V b e indicar la función de transferencia: V O = f (V a ; V b )

8 8/12 Ejercicio N 14 El siguiente circuito es un rectificador de precisión de onda completa. Explique su funcionamiento. C. CIRCUITOS CON IMPEDANCIAS GENERALIZADAS Ejercicio N 15 Para el circuito siguiente, considere Z a y Z b como impedancias generalizadas en función de la frecuencia.

9 9/12 Se pide: a. Demuestre que A F = V O / V i = - Z b / Z a. b. Halle la transferencia de tensiones A F. c. La respuesta del circuito a un escalón de 1V durante 1 seg. (suponga condiciones iniciales nulas). d. La respuesta estacionaria del circuito a una señal senoidal de 2 volt pico a pico, frecuencia de 5 Hz y valor medio nulo. e. Ídem c. para una señal triangular simétrica. Ejercicio N 16 El circuito de la figura es una forma general de graficar un amplificador inversor. En lugar de las impedancias Z A y Z B del problema anterior se utilizan los cuadripolos A y B. Puede definirse una impedancia de transferencia en cortocircuito Z TC como: Z TC (f) = V ENTRADA / -I SALIDA para V SALIDA = 0. Esta impedancia es 1/Y 21 del cuadripolo analizado con parámetros admitancia. Demuestre que A F = -Z TC B / Z TC A. Ejercicio N 17 Indique la función que cumple el siguiente circuito.

10 10/12 D. ESTABILIDAD DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALIMENTADOS Ejercicio N 18 Para un amplificador cuya ganancia de lazo T tiene un cero en el origen, un polo en 28Hz y otro en 260KHz (reales y simples), su ganancia de lazo a frecuencias medias es de -25 db. Siendo el circuito realimentador resistivo, encuentre las frecuencias de corte inferior y superior del parámetro estabilizado. Ejercicio N 19 Explicar qué entiende por margen de ganancia y margen de fase. Para el circuito del problema 18 determine los valores del margen de ganancia y de fase en base a los diagramas de Bode. Qué se entiende por frecuencia de cruce? Cuál es su valor para el problema anterior? Ejercicio N 20 Para los siguientes circuitos se pide: i. Hallar A F = V O / V i para bajas frecuencias y para altas frecuencias sin plantear ecuaciones. ii. Graficar el realimentador. iii. Hallar β = V F / V O y A F = 1/ β. iv. Dibujar el diagrama asintótico de Bode de módulo del amplificador básico A y de A F = 1/ β (escala de frecuencia = 2cm/década). v. Obtener gráficamente la frecuencia para la cual el módulo de la ganancia de lazo es 1 (recordar que cuando T =1 se cumple que A OL = 1/ β ). vi. Graficar el diagrama asintótico de Bode de la fase de T y obtener el Margen de Fase. El amplificador es estable, marginalmente estable o inestable? vii. Si el sistema es estable graficar el diagrama asintótico de Bode de módulo y fase de A F. a. Datos: R 1 = 10 K R L = 7 K R S = 10 K R F = 100 K C F = 0,47 uf

11 11/12 b. c. Datos: R 1 = 15 K R L = 10 K R S = 15 K R F = 150 K C S = 0,015 uf Datos: R 1 = 15 K R L = 6 K R S = 15 K R F = 150K C S = 10 nf C F = 22 nf d. e. Idem c. con Idem c. C S = 22 nf y C F = 10 nf con C S = 10 nf y C F = 10 nf f. Idem c. con C S = 22 nf y C F = 22 nf g. Datos: R L = 6 K R S1 = 10 K R S 2 = 10 K R F = 180 K C S = 13 nf h. Datos: R 1 = 22 K R L = 7 K R S = 22 K R F 1 = 120 K R F 2 = 120 K C F = 22 nf

12 12/12 i. Datos: R1 = 15 K RL = 10 K RS = 15 K RF = 150 K CS = 0,015 uf CF = 1000 pf