Intro Opam

7/25/2019 Intro Opam

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- UNIVERSIDAD RICARDO PALMA -

- ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL DE INGENIERAMECATRNICA -

Electrnica e P!tencia

Pr!"e#!r$

V%ct!r Man&el 'a(ata C)ne(a

In"!r*e N+,

Al&*n!$

Ca! Car*!na. /il"re!

R!a# Franc!. 0&ni!r

S&rc! ,123-I

Introduccin
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La electrnica analgicase ha visto enriquecida con la incorporacin de un nuevo

componente bsico: el amplificador operacional(A.O.)

Aunque realmente el A.O. es un circuito electrnico evolucionado, sus caractersticas

de versatilidad, uni!ormidad de polari"acin, propiedades notables # disposicin en

circuito integrado, convierten al mismo en un nuevo elemento electrnico capa" deintervenir en la con!ormacin de circuitos analgicos de ma#or comple$idad.

La utili"acin del A.O. en circuitera presupone un adecuado conocimiento de sus

caractersticas de !uncionamiento # prestaciones. %stos datos se eval&an en base a

determinadas caractersticas proporcionadas por el !abricante.

El Amplificador

%l ob$eto de un ampli!icador electrnico, es elevar el valor de la tensin, corriente o

potencia de una se'al variable en el tiempo, procurando mantenerla lo ms !iel

posible.

Los parmetros que caracteri"an a un ampli!icador son los siguientes:

nde:

A ganancia del ampli!icador. *rado de ampli!icacin.

+e tensin de entrada.

ie Intensidad de entrada.

e Impedancia de entrada.

+s tensin de salida.

is Intensidad de salida.

s Impedancia de salida.

La ganancia (A), es la relacin entre la salida # la entrada. -e puede distinguir entreganancia de tensin, corriente # potencia.
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Av +s+e ganancia de tensin.

AI isie ganancia de corriente.

Ap /s/e Av.AI ganancia de potencia.

Ninguna tiene unidades.

%$emplo:

a) A un ampli!icador le aplicamos la siguiente se'al, +e 0+ ie 01 mA. 2 el nos da, +s

3+, is 011mA.4cul ser su ganancia de tensin, corriente # potencia.5-olucin:Av +s+e 3+0+ 6AI isie 011 mA 01mA 71Ap /s/e Av.AI 6 . 71 61

b) %8presa la ganancia de potencia del e$ercicio anterior en decibelios (d9)

A(d9) 71 log (/s/e) 71 log (61) 7,10 d9

La impedancia de entrada (e) # de salida (s), se de!inen como la tensin aplicada

# la corriente absorbida. e +eie impedancia de entrada. s +sis impedancia de salida.

1.1. Introduccin al amplificador operacional%l ampli!icador operacional (AO), es un ampli!icador que posee, dos entradas activas

re!eridas a masa (entrada di!erencial); la entrada inversora (iene una salida # se alimenta con tensin sim?trica (dos !uentes de tensin).

Las caractersticas del AO ideal son:

< *anancia de tensin en la"o abierto (A1) in!inita. < Impedancia de entrada (e) in!inita.


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< Impedancia de salida (s) cero.

%l A.O. es un dispositivo ampli!icador cu#as caractersticas de !uncionamiento se

apro8iman a las de un ampli!icador ideal: ganancia in!inita, salida nula en ausencia de

la se'al de entrada, impedancia de entrada in!inita, impedancia de salida cero, ancho

de banda in!inito # tiempo de subida nulo. Las caractersticas de un A.O. real di!ieren de las propias de un A.O. ideal. @o

obstante, un A.O. tpico est caracteri"ado por las siguientes propiedades

sustancialmente aceptables: elevada ganancia en tensin, alta impedancia de entrada,

ancho de banda amplio (partiendo desde c.c.), ba$a tensin de o!!set, mnima

distorsin, nivel de ruido reducido, etc.

omo se observa en la !igura 7, el ampli!icador operacional posee dos entradas: una

I@+%B-OBA (


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-i el A.O. se utili"a con realimentacin en tal caso la ganancia depende de la red de

realimentacin.

&. I'(EDANCIA DE ENT$ADA )i *figura &a+

-e de!ine como la impedancia que el ampli!icador presenta a la !uente de e8citacin

conectada a una de las dos entradas # con la otra a masa. i vara con la temperatura

# la !recuencia, suele darse para determinada condiciones concretas, por e$emplo: >

0E C # ! 7 FG", %videntemente la variacin de i modi!ica la ganancia del A.O.

ebido a que el A.O. es un ampli!icador de tensin, i debe de ser mu# elevada con

el !in de evitar cualquier e!ecto de carga sobre la etapa anterior de e8citacin. %l valor

tpico de la impedancia de entrada suele ser del orden de los Hega Ohmios.

,. I'(EDANCIA DE SA#IDA )o *figura &b+

%s la impedancia que presenta el A.O. hacia una carga conectada a la salida. Dna o

elevada reduce la ganancia del A.O. # puede dar lugar a que la etapa siguiente cargue

el A.O. /or otra parte la impedancia de salida disminu#e al aumentar la !recuencia de

traba$o, #a que, en estas circunstancias A disminu#e.


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-. '$GEN DIN'IC% /o0pp *figura &c+

Bepresenta el valor m8imo pico a pico que puede adquirir la se'al sim?trica de

salida. Idealmente debera de coincidir con +cc (di!erencia entre los valores de

ambas !uentes de alimentacin). @o obstante, debido a las p?rdidas en !uncionamiento

real, +o


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tomando un valor comprendido entre 1 # 71 HG" en modelos comerciales. -i tenemos

en cuenta que el A.O. es un ampli!icador de continua, ampli!icador desde ! 1 G", la

!recuencia m8ima con la que puede operar coincidir con el valor asignado al ancho

de banda.

3. '4I'A TENSIN DE ENT$ADA /i m5

+ara en !uncin de la alimentacin del A.O. @ormalmente es algo in!erior a +cc.

6. 7ACT%$ DE $EC2A)% EN '%D% C%'8N C'$$

-e de!ine como la relacin logartmica entre la ganancia para la entrada di!erencial

respecto a la ganancia para entrada en modo com&n, e8presado en d9, HBB 01

log *d d9, Becordemos que el A.O. !unciona en *c. Hodo com&n cuando la se'al de

entrada se aplica simultneamente a ambos terminales (=) # (


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1;. /oo: TENSIN %77SET DE SA#IDA oincide con el nivel de tensindi!erencial de salida cuando la se'al di!erencial de entrada es nula. Los .I.

operacionales poseen terminales e8ternos para la correccin de la tensin de o!!set,

11. INTENSIDAD DE %77SET: Iio *figura &f+ -e de!ine como la di!erencia entre las

corrientes que circulan por entre ambas entradas cuando la se'al di!erencial aplicadaes nula. La corriente de o!!set cobra importancia cuando estn presentes en los

terminales de entrada !uentes de e8citacin de elevada resistencia interna. %n e!ecto,

puede ocurrir que siendo la tensin de o!!set 1, la corriente o!!set adquiere un valor

apreciable.

Migura @N 7:


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/arte A:

7. Implementar el circuito de la !igura @N7. Luego conecte =+ # +.

0. +are el potencimetro / de modo que la salida sea +i1 +o min +o mP8.

J. Hedir las tensiones en todos los terminales.

7 0 J 6 E K 3


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+ + + + + + + + + +

Besultados para cada !recuencia en el Osciloscopio:

/ara E1G": /ara 711 G":

/ara E11G": /ara 7F:


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/ara EF: /ara 71F:

/ara E1F: /ara 711F:

/ara 011F: /ara E11F:


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/ara 7H: /ara EH:

K. Arme el circuito de la !igura @N0 Observe # grabe la imagen de salida variando

/ a !in de cambiar el nivel de tensin de re!erencia +r. >ome 0 muestras #

grabe la imagen.


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/ara +r 1++o 07+

/ara +r


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%ntrada: -alida:


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A. ircuito ompensador

7. Implementar el circuito de la !ig. @N7 # luego conecte las !uentes = + # +.

0. Hida +r. Luego conecte +int 7+.

+salida para +7


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/ara +: /ara 3+:

9. etector de cruce por cero.

6. esconecte # retire el potencimetro de 71 TU # desconecte el circuito de

las !uentes.

E. Implemente # conecte el circuito de la !ig.@N7


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K. Observe, anote # grabe las !ormas de onda de la salida # mide sus

magnitudes.

. ompensador de ventana:

3. Implemente el circuito de la Migura @N7


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E#ECT$%NICA DE (%TENCIA

IN7%$'E:A'(#I7ICAD%$ %(E$ACI%NA#

C"ESTI%NA$I%

/AB>% A:

7. %n el circuito de la !ig.


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J. Cul es la conguracin del circuito de la g. /. 0e !u1 depende

su ganancia. #pli!ue. unto es el valor de la ganancia: Av, eval&elo (paso0).La con!iguracin es que seleccionamos en el generador +i7+pp a 7Fh" #

medimos el +o # determinamos la ganancia del ampli!icador el cual lo hallamos

con la siguiente !ormula.

v=Vo

Vi=

11,2

1=11,2

6. uando retir B711F momentneamente 42u1 consecuencias ocurri5 4Aqu? se debe este cambio en la salida5 %8plique.uando retiramos la resistencia de 711F momentneamente aumenta la

!recuencia aparece ms impulso porque el ampli!icador se ha saturado, la

ganancia se encuentra en la"o abierto # la ganancia es in!inita

/AB>% 9:

E. #n el circuito de la g. 3. 2u1 )uncin le sugiere las diversaslecturas reali%adas en la salida del circuito?. Cules son las

caracter"sticas el1ctricas de esta conguracin? - Cules son las

utilidades de su aplicacin? Mencione al &enos tres.

ara&os el potenci&etro a n de ca&biar el nivel de

tensin de re)erencia r. Las caractersticas el?ctricas es de la corriente I !lu#e desde la entrada

inversora hacia la salida a trav?s de la resistencia de realimentacin B!.

La segunda !uente permanente de o!!set, es debido al +io, el que puede

ser representado por una !uente en el terminal no inversor. (O inversor)

omo el valor del o!!set es distinto para cada AO # para cada

con!iguracin, +8 deber ser una !uente de volta$e contnua variable, la cual

puede tomar valores positivos # negativos.

. Gasta qu? punto coinciden las relaciones de las se'ales +sal +ent5 (paso 0).

4/or qu?5

%l punto en el que coinciden las relaciones de las se'ales +sal +ent es

cuando el volta$e de entrada supera los voltios #a que su!re una

distorsin por tensin.

K. 4Vu? caractersticas importantes presenta esta con!iguracin5


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%sta con!iguracin permite aumentar el nivel del volta$e en una se'al de

entrada de tal !orma que la se'al que entra en la pata no inversora sale

ampli!icada del dispositivo.

La corriente que entra es el resultado de dividir el volta$e de entrada menos

el volta$e en las terminales inversoras # no inversoras (es el mismo) entre

la resistencia B7. Becordemos que no entra ni sale ninguna corriente entre las terminales

inversora # no inversora. %sto quiere decir que la corriente que entra ser

igual a la que sale.

3. 4ules son las aplicaciones ms importantes de este circuito5

La corriente que sale es el resultado de dividir la di!erencia en el volta$e en

las terminales inversora # no inversora menos el volta$e de salida entre la

resistencia.

. 4+ara la ganancia a la"o cerrado5 4/or qu? s, porque no5

La con!iguracin de la"o cerrado reduce notablemente la ganancia del

dispositivo, #a que ?sta es determinada por la red de realimentacin # no

por las caractersticas del dispositivo. -i la red de realimentacin es hecha

con resistencias menores que la resistencia de entrada del ampli!icador

operacional, el valor de la ganancia en la"o abierto no a!ecta seriamente la

operacin del circuito. %n el ampli!icador no


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#n la =ig. : se observa la si&plicidad de su &onta$e. La conein

del resistor > 'o &s eacta&ente la i&pedancia conectada

entre las patas / - 8(, per&ite $ar la ganancia del circuito. #ste

a&plicador est reco&endado para

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