SIFV07

Disculpen, es mi primer post, estoy probando esto de postear en taringa, agarre lo primero q tenia a la mano, solo que no se como agregar imagenes al post, ya que los datos los saque de un documento de texto en word de una terea q estoy terminando. Les agradeceria me asesoraran, Gracias. CIRCUITOS BASICOS CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES 1.1.- Conceptos Básicos El término Amplificador Operacional se refiere a un amplificador que realiza operaciones matemáticas. Históricamente, los primeros amplificadores operacionales se utilizaron en computadoras analógicas, en las que realizaban sumas, restas, multiplicaciones, etc. Un Amplificador Operacional u op-amp, es un amplificador diferencial de muy alta ganancia que posee alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. Por lo general se utiliza para proporcionar cambios en la amplitud del voltaje (amplitud y polaridad, en osciladores, en circuitos de filtros y en muchos tipos de circuitos de instrumentación. Un op-amp contiene varias etapas de amplificación diferencial para obtener una ganancia de voltaje muy alta. Propiedades. _ Un amplificador operacional es un amplificador diferencial integrado en una pastilla, cuyas propiedades más destacadas son: _ Muy alta impedancia de entrada. _ Muy alta ganancia. _ Muy alto factor de rechazo en modo común. _ Muy baja impedancia de salida. _ Frecuencia inferior de corte nula. Aspectos negativos. _ Velocidad de respuesta temporal limitada. _ Frecuencia superior de corte baja. _ Deriva de la tensión de salida. _ Dependencia de la temperatura. _ Offset no nulo. Un amplificador ideal, es un dispositivo con entrada diferencial, y un único terminal de salida. El amplificador sólo responde a la diferencia de tensión entre los dos terminales de entrada, no a su potencial común. Propiedades del amplificador ideal. 1. La ganancia de tensión es infinita (A®¥) 2. La resistencia de entrada es infinita (Ri®¥) 3. La resistencia de salida es cero (R0®0) 4. El ancho de banda es infinito. (BW®¥) 5. La tensión offset de entrada es cero (V0®¥, si Vd ®0) A partir de estas características del amplificador operacional, podemos deducir otras dos importantes propiedades adicionales. Puesto que, la ganancia en tensión es infinita, cualquier señal de salida que se desarrolle será el resultado de una señal de entrada infinitesimalmente pequeña, en resumen, la tensión de entrada diferencial es nula. También, si la resistencia de entrada es infinita, no existe flujo de corriente en ninguno de los terminales de entrada. Aplicaciones de los amplificadores operacionales. _ Configuración inversora. _ Sumador inversor. _ Integrador sumador inversor. _ Integrador inversor. _ Inversor. _ Multiplicador por constante negativa. _ Derivador inversor. _ Configuración no inversora. _ Integrador no inversor. _ Multiplicador por constante mayor que la unidad. _ Seguidor. 1.1.2.- Parámetros de Polarización Una señal positiva en la entrada inversora (-), produce una señal negativa a la salida, mientras que la misma señal en la entrada no inversora (+) produce una señal positiva en la salida. Con una tensión de entrada diferencial, Vd, la tensión de salida, Vo, será A .Vd, donde A es la ganancia del amplificador. Ambos terminales de entrada del amplificador se utilizarán siempre independientemente de la aplicación. La señal de salida es de un sólo terminal y está referida a masa, por consiguiente, se utilizan tensiones de alimentación bipolares ( ± ). 1.1.3.- Circuitos Básicos. Los amplificadores operacionales se pueden conectar según dos circuitos amplificadores básicos: las configuraciones inversora y no inversora. Casi todos los demás circuitos con amplificadores operacionales están basados, de alguna forma, en estas dos configuraciones básicas. Además, existen variaciones estrechamente relacionadas de estos dos circuitos, más otro circuito básico que es una combinación de los dos primeros. AMPLIFICADOR INVERSOR La configuración más sencilla es la inversora. Dada una señal analógica (por ejemplo de audio) el amplificador inversor constituye el modo más simple de amplificar o atenuar la señal (en el ejemplo propuesto modificar el volumen de la señal). Se comenzará por la configuración más adecuada para nuestros propósitos: El modo amplificador inversor. Hemos afirmado anteriormente que la impedancia de entrada del dispositivo es infinita, por lo cual no circulará corriente en el interior del amplificador operacional y las resistencias R1 y R2 estarán dispuestas en serie. Por encontrarse estas resistencias dispuestas en serie la corriente que atravesará ambas será la misma, podemos afirmar por tanto: A continuación se va a demostrar como Va es nula. Si tenemos en cuenta que la ganancia de tensión de un amplificador operacional debe atender a la relación salida/entrada: Al ser una de las características del op-amp la ganancia en tensión infinita podemos intuir que la única solución válida es disponer a la entrada del op-amp de una tensión nula. Al llegar a este punto se destaca que no debe confundirse la entrada del op-amp constituida por las patas inversora y no inversora con la entrada de la etapa amplificadora inversora. Se llega a la conclusión de que la diferencia de potencial en la entrada del operacional debe ser nula. Puesto que en el circuito la pata no inversora se halla conectada a tierra el valor de Va será nulo o de lo contrario la diferencia de tensión en la entrada del op-amp no sería nula. Al analizar el resultado obtenido se puede ver claramente que la tensión de salida es proporcional a la tensión de entrada, siendo el factor de proporcionalidad una constante que definimos con las resistencias R1 y R2. Finalmente debemos destacar la presencia de la resistencia R3, cuya misión no es sino la de compensar los posibles efectos no deseados debidos a imperfecciones en el funcionamiento de los amplificadores operacionales reales. En concreto busca disminuir el efecto nocivo de unas intensidades de polarización residuales presentes en las entradas del op-amp (lo que conlleva una impedancia de entrada elevada pero no infinita). AMPLIFICADOR NO INVERSOR Este circuito presenta como característica más destacable su capacidad para mantener la fase de la señal. El análisis se realiza de forma análoga al anterior. Se ha razonado que la diferencia de tensión en las patillas de entrada del amplificador operacional ha de ser nula, por lo que la tensión presente en la patilla inversora será la misma que la presente en la no-inversora. Por hallarse las resistencias R1 y R2 en serie, la corriente que las atravesará será la misma y conocida, ya que sabemos el valor de R1 y las tensiones en sus extremos (Vin y 0): Resulta sencillo despejar de esta expresión la ganancia: Se puede apreciar como no existe signo negativo en la expresión (no se invierte la señal), siendo además la ganancia siempre superior a la unidad. Este circuito no permite por consiguiente atenuar señales. Se hará una puntualización con respecto a la conveniencia de uso del inversor / no inversor. La inversión de fase no resulta significativa en el tratamiento de señales alternas, ya que dichas señales varían entre semiciclos positivos y negativos. Un amplificador inversor aplicado a una señal alterna tiene como resultado una simple inversión de fase. Sin embargo en señales de continua el resultado es bien distinto. Si deseamos duplicar una tensión continua e introducimos a la entrada de un amplificador inversor 2V a la salida tendremos - 4V (negativos), lo cual puede ser un inconveniente en determinadas aplicaciones. La elección de una etapa u otra depende por consiguiente de las condiciones concretas de diseño.