Amplificador operacional
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Amplificador no inversor
El amplificador no-inversor fundamental con Amplificador Operacional se muestra en la siguiente figura:
Vin = Voltaje de entrada.
Vout = Voltaje de salida.
Ve = Voltaje de error.
Vf = Voltaje realimentado (feedback).
A = Ganancia en lazo abierto del amplificador (especificada por el fabricante).
B = Factor de retroalimentación negativa.
El voltaje de salida (Vout) podemos expresarlo como el voltaje de error multiplicado por la ganancia de lazo abierto (A):
Amplificador sumador inversor
La siguiente figura muestra la configuración básica del amplificador sumador inversor:
Amplificador diferencial
La siguiente figura muestra la configuración básica del amplificador diferencial, también conocido como amplificador substractor.
Amplificador sumador no inversor
Buffer
Básicamente, un buffer es un amplificador de corriente que también es usado como adaptador de impedancia.
Un buffer se caracteriza por tener una alta impedancia de entrada, una baja impedancia de salida y una ganancia de voltaje igual a la unidad.
·Amplificador derivador
Un derivador es un circuito que ejecuta la operación matemática de cálculo diferencial denominada derivación. Produce una tensión de salida proporcional a la variación instantánea de la tensión de entrada respecto al tiempo.
Aplicaciones comunes de un derivador son la detección de los flancos de subida y bajada de un pulso
Amplificador integrador
El integrador es un circuito que realiza la operación matemática llamada integración. El circuito integrador básico está compuesto por un resistor y un capacitor
Eliminación del offset de salida
El circuito mostrado anteriormente necesita un modificación para ser práctico debido a que un capacitor se comporta como un circuito abierto para señales de continua, entonces, no hay realimentación negativa a la frecuencia igual a cero. Sin realimentación negativa, el circuito considera cualquier tensión de offset de entrada como una tensión de entrada válida. El resultado es que el capacitor se carga y la salida se satura positiva o negativamente, permaneciendo así indefinidamente. Una forma resolver este problema es reducir la ganancia de tensión a la frecuencia igual a cero conectando un resistor en paralelo con el capacitor, como aparece en la siguiente figura:
La resistencia del resistor debe ser al menos 10 veces mayor que la resistencia de la entrada. Si se añade una resistencia de 10 R, la ganancia de tensión en lazo cerrado es de 10 y la tensión de offset de salida se reduce satisfactoriamente a un nivel aceptable. Cuando la tensión de entrada está presente la
Características eléctricas de los Amplificadores Operacionales
Ancho de banda
El ancho de banda ó BW (Band Width) nos indica la respuesta del amplificador para diferentes frecuencias.
Idealmente, un amplificador operacional debe tener una ganancia constante para todas las frecuencias, sin embargo, en un Amplificador Operacional real, la ganancia disminuye conforme la frecuencia aumenta. Esta variación es debida a la estructura interna del circuito y a la incorporación de un capacitor de compensación de frecuencia que permite evitar oscilaciones. En el caso del circuito integrado LM741 este capacitor es de 30 pF.
En el siguiente gráfico se puede observar que, en lazo abierto, la ganacia de tensión disminuye a razón de 20 dB por décadas, es decir, cuando la frecuencia aumenta 10 veces, la ganacia disminuye 20 dB.
El amplificador no-inversor fundamental con Amplificador Operacional se muestra en la siguiente figura:
Vin = Voltaje de entrada.
Vout = Voltaje de salida.
Ve = Voltaje de error.
Vf = Voltaje realimentado (feedback).
A = Ganancia en lazo abierto del amplificador (especificada por el fabricante).
B = Factor de retroalimentación negativa.
El voltaje de salida (Vout) podemos expresarlo como el voltaje de error multiplicado por la ganancia de lazo abierto (A):
Amplificador sumador inversor
La siguiente figura muestra la configuración básica del amplificador sumador inversor:
Amplificador diferencial
La siguiente figura muestra la configuración básica del amplificador diferencial, también conocido como amplificador substractor.
Amplificador sumador no inversor
Buffer
Básicamente, un buffer es un amplificador de corriente que también es usado como adaptador de impedancia.
Un buffer se caracteriza por tener una alta impedancia de entrada, una baja impedancia de salida y una ganancia de voltaje igual a la unidad.
·Amplificador derivador
Un derivador es un circuito que ejecuta la operación matemática de cálculo diferencial denominada derivación. Produce una tensión de salida proporcional a la variación instantánea de la tensión de entrada respecto al tiempo.
Aplicaciones comunes de un derivador son la detección de los flancos de subida y bajada de un pulso
Amplificador integrador
El integrador es un circuito que realiza la operación matemática llamada integración. El circuito integrador básico está compuesto por un resistor y un capacitor
Eliminación del offset de salida
El circuito mostrado anteriormente necesita un modificación para ser práctico debido a que un capacitor se comporta como un circuito abierto para señales de continua, entonces, no hay realimentación negativa a la frecuencia igual a cero. Sin realimentación negativa, el circuito considera cualquier tensión de offset de entrada como una tensión de entrada válida. El resultado es que el capacitor se carga y la salida se satura positiva o negativamente, permaneciendo así indefinidamente. Una forma resolver este problema es reducir la ganancia de tensión a la frecuencia igual a cero conectando un resistor en paralelo con el capacitor, como aparece en la siguiente figura:
La resistencia del resistor debe ser al menos 10 veces mayor que la resistencia de la entrada. Si se añade una resistencia de 10 R, la ganancia de tensión en lazo cerrado es de 10 y la tensión de offset de salida se reduce satisfactoriamente a un nivel aceptable. Cuando la tensión de entrada está presente la
Características eléctricas de los Amplificadores Operacionales
Ancho de banda
El ancho de banda ó BW (Band Width) nos indica la respuesta del amplificador para diferentes frecuencias.
Idealmente, un amplificador operacional debe tener una ganancia constante para todas las frecuencias, sin embargo, en un Amplificador Operacional real, la ganancia disminuye conforme la frecuencia aumenta. Esta variación es debida a la estructura interna del circuito y a la incorporación de un capacitor de compensación de frecuencia que permite evitar oscilaciones. En el caso del circuito integrado LM741 este capacitor es de 30 pF.
En el siguiente gráfico se puede observar que, en lazo abierto, la ganacia de tensión disminuye a razón de 20 dB por décadas, es decir, cuando la frecuencia aumenta 10 veces, la ganacia disminuye 20 dB.