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F T ra n sf o
A B B Y Y.c
bu to re he C
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k
he k lic C w.
om
CAP IX ELECTRONICA OPERACIONAL TEMA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES DIFERENCIALES DE CORRIENTE LM 3900
w
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ABB
PD
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2.0
2.0
bu
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F T ra n sf o
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OBJETIVOS n
n n
n
Indicar el nombre y la finalidad de los terminales del A.O. diferenciador de corriente Indicar las ventajas del C.I. LM 3900 Indicar las partes principales de un A.O. Y describir su funcionamiento Calcular los componentes de un amplificador inversor , no inversor , generador de onda cuadrada VCO, etc.
w.
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Y
INTRODUCCION n
n
n
Este tipo de amplificadores son llamados también amplificadores tipo Norton, amplifican diferencias de corriente de entrada proporcionándonos una tensión de salida Se encuentran en el mercado en una versión cuádruple, esto es dispone de 4 A.O. Sobre un encapsulado de 14 terminales, opera con una alimentación simple, entre un rango bastante amplio entre 4 y 36 Voltios. Trabaja como amplificador clase A
w.
A B B Y Y.c
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CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES
n n n n n n
Rango de tensión de alimentación 4 a 36V Ganancia de lazo abierto 70db Impedancia de salida, Zo=8K Rango de tensión salida (Vcc-1V) Corriente típica de salida, Io = 10mA Corriente de entrada máxima 10 mA
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
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SIMBOLO Y DIAGRAMA INTERNO
NORTONLM3900
w.
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DISPOSICION DE TERMINALES LM3900
w.
A B B Y Y.c
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Circuito equivalente
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GANANCIA EN FUNCION DE LA FRECUENCIA
w.
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Y
MONTAJES BASICOS CON EL LM3900
w.
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2.0
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PD
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Y
n
Para el análisis de circuitos con el LM3900, se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones:
1.- Las corrientes de entrada I(+) e I(-), se reflejan mutuamente, por lo tanto: I(+) = I(-) 2.- Entre los terminales de entrada y tierra, existe una caída de 0.5V
w.
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AMPLIFICADOR INVERSOR
Analisis en reposo
I+=I-
i2 i1
Este circuito trabaja en clase A
UCC - 0,5 UODC - 0,5 = R3 R2 æ UCC - 0,5 ö R2 UODC = R2 ç ÷ + 0,5 » UODC = UCC R3 è R3 ø UCC UODC = 2 R3 = 2R2 condicion para trabajar en clase A La ganancia esta dada por: i1 + i2 = 0 Av = -
R2 y la impedancia de entrada Zi = R1 R1
w.
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AMPLIFICADOR INVERSOR
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Y
CURVAS DE ENTRADA Y SALIDA A : v 1_1
9 .0 0 0 V
B: c 2_1 8 .0 0 0 V
7 .0 0 0 V
6 .0 0 0 V
5 .0 0 0 V
4 .0 0 0 V
3 .0 0 0 V
2 .0 0 0 V
1 .0 0 0 V
0 .0 0 0 V
- 1 .0 0 0 V 0 .0 0 0 ms
1 0 .0 0 ms
2 0 .0 0 ms
3 0 .0 0 ms
w.
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AMPLIFICADOR NO INVERSOR If
Ii
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2.0
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y
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F T ra n sf o
ABB
PD
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I+ = I - ÞI f = Ii Þ Ganancia de tensión:
R2 Av = R1
Condición Clase A R3 = 2 R2
Impedancia de entrada
Z i = R1
I
f
Vi Vo = y Ii = R2 R1
w.
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ABB
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2.0
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ABB
PD
er
Y
CURVAS ENTRADA Y SALIDA A : c 2_1
9 .0 0 0 V
B: v1_1 8 .0 0 0 V
7 .0 0 0 V
6 .0 0 0 V
5 .0 0 0 V
4 .0 0 0 V
3 .0 0 0 V
2 .0 0 0 V
1 .0 0 0 V
0 .0 0 0 V
- 1 .0 0 0 V 0 .0 0 0 m s
2 .0 0 0 m s
4 .0 0 0 m s
6 .0 0 0 m s
8 .0 0 0 m s
1 0 .0 0 m s
w.
A B B Y Y.c
om
Y
F T ra n sf o
A B B Y Y.c
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he k lic C w.
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2.0
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bu
y
rm
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F T ra n sf o
ABB
PD
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Comparador de tensión
Si ® Vi ³ VREF Þ Vo = 0 Vi £ VREF Þ Vo = +Vcc
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
A B B Y Y.c
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he k lic C w.
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ABB
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rm
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PD
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Y
El circuito nos muestra un comparador de tensión de potencia, alimentando una lámpara
w.
A B B Y Y.c
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Y
F T ra n sf o
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bu to re he C
lic
k
he k lic C w.
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Comparador inversor con histéresis con el baricentro no en el origen
I(+)
Si, Vo=V+ →I(+)=I1+I2 Si VIN
Vp - 0.5 I (- ) = RIN
V + - 0.5 V + - 0.5 I ( +) = + RB R1
I (-) = I (+ )
w
w
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rm
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ABB
PD
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bu
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Y
F T ra n sf o
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PD
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A B B Y Y.c
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A B B Y Y.c
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Y
F T ra n sf o
Para la tension de pico: æ V + - 0.5 V + - 0.5 ö ÷÷ + 0.5 + VP = R IN çç R1 ø è RB
Aproximando:
æ 1 1 ö ÷÷ ç VP = R IN V ç + è R B R1 ø +
Para la tension valle:
Aproximando:
æ V + - 0.5 ö ÷÷ + 0.5 VV = R IN çç è RB ø
R IN V + VV = RB
bu to re he k lic
Con I(+)=I(-), tenemos:
rm
y
ABB
PD
C
to re he k lic C w.
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F T ra n sf o
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A B B Y Y.c
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Y
F T ra n sf o
A B B Y Y.c
bu to re he
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Si Vo=0 y VIN
Si VIN≈Vp, con Vo=0→
I (-) =
V
I (+ ) =
+
- 0 .5 RB
Vp - 0.5 RIN
I (- ) = I (+ )
lic C
Comparador de Tensión No Inversor
k
he k lic C w.
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ABB
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bu
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Y
F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
Para el voltaje pico: æ V + - 0.5 ö ÷÷ + 0.5 VP = R IN çç è RB ø
V+ VP » RIN RB
Para el voltaje valle: æ V + - 0.5 V + - 0.5 ö ÷÷ + 0.5 VV = R IN çç R1 ø è RB
æ 1 1 ö VV » R IN V ç - ÷ è RB R1 ø +
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
A B B Y Y.c
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GENERADOR DE ONDA CUADRADA Comparador inversor
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bu
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F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
Análisis de ecuaciones Si ® Vo = Vcc ® C1 , se carga a traves de R1 hasta el voltaje VP
Si ®Vc = Vp ®Vo = 0, C1 se descarga a traves de R1 hasta Vv
Para el periodo: T = 2RC 1 1 ln
Vp Vv
R2 é1 1ù Vp = R2Vcc ê + ú Vv = Vcc R3 ë R3 R4 û
w.
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2.0
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Y
F T ra n sf o
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PD
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Y
Curvas voltaje de salida y del capacitor A : r1 _1
1 2 .5 0 V
B : r1 _2
1 0 .0 0 V
+Vcc
7 .5 0 0 V
Vc Vp
5 .0 0 0 V
Vv 2 .5 0 0 V
0 .0 0 0 V
T1 T2 - 2 .5 0 0 V 5 0 .0 0 m s
1 0 0 .0 m s
1 5 0 .0 m s
2 0 0 .0 m s
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
GENERADOR DE IMPULSOS
R1 50k
A C1 0.5uf
R2 150k R4 1500k
D1 1N5400
U1 LM3900 R3 1500k
+ V1 15V R5 1k
w.
A B B Y Y.c
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ABB
PD
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2.0
2.0
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y
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Y
F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
CURVAS DE CAPACITOR Y SALIDA A : d1_1
1 5 .0 0 V
B: c1_2 1 2 .5 0 V
1 0 .0 0 V
7 .5 0 0 V
5 .0 0 0 V
2 .5 0 0 V
0 .0 0 0 V
- 2 .5 0 0 V
- 5 .0 0 0 V 0 .0 0 0 m s
1 0 0 .0 m s
2 0 0 .0 m s
3 0 0 .0 m s
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
A B B Y Y.c
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PD
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2.0
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bu
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Y
F T ra n sf o
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PD
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Y
Oscilador controlado por tensión A1, Integrador diferencial
A2, Comparador no inversor
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
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2.0
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F T ra n sf o
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PD
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Y
Si la salida Uo, se encuentra a 0V y el transistor Q1 bloqueado, en el A1 se tiene un integrador diferencial En forma general: n
1 1 U1 = U 2 x dt U1x dt ò ò R2C1 R1C1
Como U1x=U2x=Ue, entonces: 1 1 U1 = Uedt Uedt ò ò R2C1 R1C1
Con R1=2R2 Rampa positiva
U1 =
UeT1 2 R2C1
w.
A B B Y Y.c
om
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F T ra n sf o
A B B Y Y.c
bu to re he C
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he k lic C w.
om
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y
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PD
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Y
2.0
2.0
bu
y
rm
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Y
F T ra n sf o
ABB
PD
er
Y
El A2 trabaja como comparador no inversor Si U1≈Vp, Uo = +Ucc, entonces satura a Q1 la corriente I2 no ingresa al Terminal positivo entonces: n
T2
Ue 1 U1 = Uedt = T2 ò RC RC 1 1 0 1 1 Con R1=2R2 U1 = -
Ue T2 R2C1
Para el periodo tenemos:
4 R2C1 (U P - U v ) T= Ue
Ue f = ( Hz ) Þ f = f (Ue) 4 R2C1 (U p - U v )
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
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PD
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Y
Generador de onda cuadrada y triangular A1, Integrador diferencial
A2, Comparador inversor
w.
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2.0
2.0
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F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
Si Uo2=+Ucc, en t=T1 y R1=2R2, tenemos UccT1 Uo1 = 2 R2C1
Rampa lineal creciente
Si Uo1=Up, Uo2=0, la rampa crece negativamente en t=T2 Uo1 = -
UccT2 2 R2 C1
Para el periodo
4R2C1(UP -UV ) T= Ucc
w.
A B B Y Y.c
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F T ra n sf o
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2.0
2.0
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PD
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Y
Aplicaciones: Tacómetro con doble frecuencia
w.
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he k lic C w.
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2.0
2.0
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Regulador de Voltaje Bajo
w.
A B B Y Y.c
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k
he k lic C w.
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2.0
bu
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F T ra n sf o
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Fuente Polarizada Negativa
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2.0
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F T ra n sf o
ABB
PD
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Generador de Rampa Desplazado
w.
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om
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F T ra n sf o
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om
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y
ABB
PD
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2.0
2.0
bu
y
rm
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Y
F T ra n sf o
ABB
PD
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Filtro Activo Bi-Cuadrado.
w.
A B B Y Y.c
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rm
k
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ABB
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Fuente de Corriente con Voltaje Controlado
PD
C
to re he k lic C w.
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2.0
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ABB
PD
re
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Y
2.0
2.0
bu
y
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Y
F T ra n sf o
ABB
PD
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Y
Autoregulador de voltaje
w.
A B B Y Y.c
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Y
F T ra n sf o
A B B Y Y.c
bu to re he C
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he k lic C w.
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ABB
PD
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2.0
bu
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Y
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Generador PWM
w.
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Bibliografía n n n
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