Trabajo de electrnica bsica

Tema:Amplificadores operacionales

Presentado a:Alexis Barrios

Presentado por: Ivan Jose Gracia CruzFredy Andrs Prez GmezCarmelo Manjarrez atencia

Fecha:30/10/13

Corporacin Universitaria Del Caribe CECAR

AMPLIFICADOR OPERACIONALLa electrnica analgica se ha visto enriquecida con la incorporacin de un nuevo componente bsico:el amplificador operacional(A.O.).Aunque realmente elA.O. es un circuito electrnico evolucionado, sus caractersticas de versatilidad, uniformidad de polarizacin, propiedades notables y disposicin en circuito integrado, convierten al mismo en un nuevo elemento electrnico capaz de intervenir en la conformacin de circuitos analgicos de mayor complejidad.La utilizacin delA.O.en circuitera presupone un adecuado conocimiento de sus caractersticas de funcionamiento y prestaciones. Estos datos se evalan en base a determinadas caractersticas proporcionadas por el fabricante.

ElA.O.esundispositivoamplificadorcuyas caractersticasdefuncionamientoseaproximanalas deunamplificadorideal. LascaractersticasdeunA.O.realdifierendelaspropiasdeunA.O.ideal.Noobstante,unA.O.tpicoestcaracterizadoporlas siguientes propiedades sustancialmente aceptables elevada ganancia en tensin, alta impedancia de entrada,anchodebanda amplio(partiendodesdec.c.),baja tensin de offset, mnima distorsin, nivel de ruido reducido,etc.Nota: Los valores reales dependen del modelo, estos valores son genricos y son una referenciaEl smbolo de un amplificador es el mostrado en la siguiente figura: V+: entrada no inversora V-: entrada inversora VOUT: salida VS+: alimentacin positiva VS-: alimentacin negativa

AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEALEn el modelo de amplificador ideal, la salida del amplificador se obtiene a travs de la expresin:

Esta expresin nos dice que la salida del amplificador es directamente proporcional a la diferencia de potencial Vd en la entrada. Designaremos a la constante de proporcionalidad A como GANANCIA EN LAZO ABIERTO. Con esta definicin podemos decir tambin que el amplificador operacional es DIFERENCIAL ya que la salida depende de la inferencia de tensin en sus entradas. A es una constante para cada amplificador y sus valores son muy altos (>200000 para amplificadores reales). En lazo abierto significa que es la ganancia del propio dispositivo sin conectar a nada.

Propiedades del amplificador operacional ideal

1. La ganancia en lazo abierto A es infinita2. Las resistencias que se ven desde cada uno de los terminales de entrada son infinitas o, lo que es lo mismo, las intensidades de entrada I- e I+ son nulas.3. La impedancia de carga de un circuito conectado en cascada con el OP no influye en la tensin de salida: V f ZL 0 ( ). Esto significa que, si tenemos el equivalente del Amplificador de la forma:

Por tanto para que se cumpla la condicin de que tieneque ser es decir la impedancia de salida del OP es nula.4. Es un amplificador de corriente continua y alterna5. Es capaz de amplificar la seal de entrada independientementede su frecuencia. El ancho de banda es por tanto infinito.Por la primera propiedad, tendramos que si A es infinito comoVd es un valor finito debera ser infinito. Como esto no puede ser debe ocurrir que Las alimentaciones de un amplificador suelen ser iguales en magnitud y tienen como valores tpicos +/-5V, +/-9V, +/-12V, +/-15V, +/-18V, +/-22V.La salida puede tener valores mximos algo inferiores que las tensiones de alimentacin. Por tanto se elegir la alimentacin en funcin de las disponibilidades y de los niveles de seal necesarios en la salida del OP.

Los OP se suelen utilizar con realimentacin ya que esto hace que podamos controlar su ganancia. Como veremos la ganancia en lazo cerrado no dependa nada ms que del circuito externo aplicado. Segn como sea este circuito tendremos varias configuraciones de amplificador.

AMPLIFICADOR INVERSORSe llama as este montaje porque la seal 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 seal, 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 realimentacin.

En todo A.O. podemos decir que:

Por tanto si:

con lo cual las corrientes I1 e I2:

Como quedamos que Vx=0 quedar:

Al ser Ix=0, entonces: I1=I2 y por lo tanto:

Al final tenemos:

Frmula que nos indica que la tensin de salida Vo es la tensin de entrada Vi multiplicada por una ganancia R2/R1. El signo negativo de la expresin indica la inversin de fase entre la entrada y la salida.- Impedancia de entrada:

- Impedancia de salida:

AMPLIFICADOR NO INVERSOREste circuito es muy parecido al inversor, la diferencia es que la seal se introduce por el terminal no inversor, lo cual va a significar que la seal de salida estar en fase con la seal de entrada y amplificada.El anlisis matemtico ser igual que en el montaje inversor.

Consideramos:

Teniendo en cuenta que: Vy=Vi y Vx=Vi tenemos:

en este caso la ganancia ser:

Como se ve la ganancia de ste amplificador no puede ser menor que 1. Como en el caso del amplificador inversor R3 es igual a la combinada en paralelo de R2 y R1.

FUNCIONALIDAD DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES El amplificador operacional compara el voltaje en su entrada positiva con la tensin en su entrada negativa. Si la diferencia es positiva, la salida es positiva y si la diferencia es negativa se bascula a negativa. Si las entradas son iguales, las salidas del amplificador son cero encendiendo los dos bombillos. A partir de esta configuracin bsica, podemos hacer variantes con divisores de voltaje que retroalimenten parte de la seal de salida a la entrada obteniendo las otras formas de trabajo de los operacionales.CARACTERSTICAS DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES Su ganancia de lazo abierto es infinita de voltaje Su impedancia de entrada es infinita Su impedancia de salida es nula Su ancho de banda es infinitoAPLICACIONES DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES Calculadoras analgicas Filtros Preamplificadores y buffers de audio y video Reguladores Conversores Evitar elefecto De Carga