AMPLIFICADOR OPERACIONAL I.
OBJETIVO: Estudio del funcionamiento del amplificador operacional y sus configuraciones configuraciones típicas. Reconoce las principales configuraciones con opams Configuraciones Configuraciones típicas que son amplificador ELEMENTOS A UTILIZAR
II.
III.
Osciloscopio Multimetro digital Modulo global, generador de señales Amplificador operacional LM741 Condensador de 0.1 μF Resistencia de 1KΩ,10KΩ,50KΩ,100KΩ 1KΩ,10KΩ,50KΩ,100KΩ Potenciómetro de 10KΩ. PROCEDIMIENTO: 1. Amplificador Amplificador inversor Armar el circuito circuito de la figura
R2 50kΩ
15 V
V1 4
U1
R1 2
10kΩ
V3
4.5 Vrms 1kHz 0°
6 3
7
V2
Vo
1
5
741
15 V
Vs es una señal senoidal a una frecuencia de 1KHz. Medir la ganancia del circuito (voltaje de salida/voltaje salida/voltaje de entrada) Completa la siguiente tabla.
Vs 200mV 500mV 800mV 1V 1.5V 2.5V 3V 3.5V 4V
2.
Vo 1V 2.5V 4V 5V 7.5V 11.23V 11.83V 12.22V 12.49V
Amplificador sumador no inversor Armar el circuito de la figura
VCC
V1
5
15V VCC
R3 10kΩ
V2
4
7
1
5
U1
R1 3
10kΩ
1
6
R4 10kΩ
2
0 LM741J
4
0
2
VCC VCC 15V R2 3 100kΩ R5 10kΩ 0
V1 y V2 son señales que serán generadas con la fuente de DC Exprese VO en función de V1 y V2:
Variando el valor de las fuentes visualice el valor amplificado de señal y anote los valores obtenidos
V1 200mV 200mV 500mV 500mV 1V 1V 2V 2V 3V
V2 200mV 500mV 800mV 1V 1V 1.5V 2V 3V 4V
Vo 1.5V 2.6V 4.8V 5.5V 7.3V 9.2V 14.11V 14.11V 14.18V
Se requiere que VO=V1 + V2 ¿Cuál
debe ser los
nuevos valores de R3 y RF en KΩ para que se cumpla
3.
esta nueva condición? Amplificador integrador Armar el siguiente circuito.
C1 0.1µF V2 15 V
XFG1 4
U1
R1 2
1kΩ
6 3
7
R2 1kΩ
1
5
741
V1 15 V
Aplique la siguiente forma de onda:la amplitud de Vs es de 1VP
Determine la expresión para Vo
IV.
Dibuje la onda de entrada VS y de salida VO. Comente los resultados.
Voltaje de entrada
Voltaje de salida
CUESTIONARIO: 1. Determinar la ganancia teórica del amplificador inversor, comparar con la experimental. Dichos datos en el experimento son similares a las simulaciones
2.
¿Cómo funciona y cuáles amplificador inversor?
son
las
aplicaciones
del
Se llama así este montaje porque la señal de salida es inversa de la de entrada, en polaridad, aunque pude ser mayor, igual o menor, dependiendo esto de la ganancia que le demos al amplificador en lazo cerrado. La señal, como vemos en la figura, se aplica al terminal inversor o negativo del amplificador y el positivo o no inversor se lleva a masa.La resistencia R2, que va desde la salida al terminal de entrada negativo, se llama de realimentación.
3.
¿Cómo funciona y cuáles son las aplicaciones del sumador no inversor ? Utilizando las características de tierra virtual en el nudo suma (-) del amplificador inversor. se obtiene una útil modificación, el sumador inversor.
El amplificador inversor es muy útil en aplicaciones de separador (buffer), donde la fuente se protege de tener que proporcionar una alta corriente de carga .
4.
¿Cómo funciona y cuáles amplificador integrador?
son
las
aplicaciones
del
Una modificación del amplificador inversor, es el integrador, mostrado en la figura, se aprovecha de esta característica. Se aplica una tensión de entrada Ve, a R1, lo que da lugar a una corriente ie. Como ocurría con el amplificador inversor, V(-) = 0, puesto que V(+) = 0 que, por tener impedancia infinita toda la corriente de entrada ie pasa hacia el condensador Co, a esta corriente la llamamos io .
5.
Realizar en un software las simulaciones para cada caso, hacer los comentarios.
Las simulaciones están al empezar el informe
6.
Comparar resultados teóricos, simulación y practicas o experimentales. Determinar el error absoluto y error relativo.
7.
Explicar el funcionamiento básico del amplificador operacional y de cada uno de los circuitos armados.
Un amplificador operacional es un amplificador diferencial integrado, su empleo surgió inicialmente en el uso en cálculos matemáticos. Pueden ser utilizados en lazo abierto (open-loop) o con realimentación (closed-loop). Cuando se emplean en circuito abierto tienen una ganancia muy elevada (del orden del 105); con realimentación, la ganancia viene limitada por la relación entre la impedancia de realimentación dividida por la impedancia de entrada. Estos circuitos integrados están formados interiormente por tres etapas; entrada o diferencial, intermedia y salida.
8.
Indicar las características que se incluyen en las hojas de datos del amplificador operacional.
Teniendo en mente las funciones de la entrada y la salida, se puede definir las propiedades del amplificador ideal. 1.- La ganancia de tencion es infinita: a = ∞ 2.- La Resistencia de entrada es infinita: Ri = ∞ 3.- La resistencia de salida es 0: Ro = 0 4.- El ancho de banda es infinito: BW = ∞ 5.- La tensión offset de entrada es 0: V0 = 0 Si Vd = 0
Ganancia en lazo abierto. Indica la ganancia de tensión en ausencia de realimentación. Se puede expresar en unidades naturales (V/V, V /mV) o logarítmicas (dB). Son valores habituales 100.000 a 1 .000.000 V/V.
V.
Tensión en modo común. Es el valor medio de tensión aplicado a ambas entradas del operacional. Tensión de Offset . Es la diferencia de tensión, aplicada a través de resistencias iguales, entre las entradas de un operacional que hace que su salida tome el valor cero. Corriente de Offset . Es la diferencia de corriente entre las dos entradas del operacional que hace que su salida tome el valor cero. Margen de entrada diferencial . Es la mayor diferencia de tensión entre las entradas del operacional que mantienen el dispositivo dentro de las especificaciones. Corrientes de polarización (Bias) de entrada. Corriente media que circula por las entradas del operacional en ausencia de señal Slew rate. Es la relación entre la variación de la tensión de salida máxima respecto de la variación del tiempo. El amplificador será mejor cuanto mayor sea el Slew Rate. Se mide en V/μs, kV/μs o similares. El slew rate está limitado por la compensación en frecuencia de la mayoría de los amplificadores operacionales. Existen amplificadores no compensados (con mayor slew rate) usados principalmente en comparadores, y en circuitos osciladores, debido de hecho a su alto riesgo de oscilación. Relación de Rechazo en Modo Común (RRMC, o CMRR en sus siglas en inglés). Relación entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Se observo el funcionamiento del amplificador operacional y sus configuraciones típicas. Hemos reconocido las principales configuraciones con Opamps. Hemos analizado los amplificadores operacionales y vemos que no hay corriente en la entrada de los terminales inversor y no inversor que es casi despreciable. El amplificador inversor vota una señal invertida siempre negativa. Entre los terminales de entrada no existe diferencia de potencial las 2 tensiones deben ser iguales. Con el uso de este tipo de integrados es que se logra obtener un circuito que realiza operaciones matemáticas ya descritas en el informe comparaciones matemáticas para luego compararlos con las medidas experimentales BIBLIOGRAFIA:
VI.
Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (octava edición). Circuitos electrónicos TOMAS FLOYD. www.wikipedia.com www.unicrom.com
www.monografias.com