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AMPLIFICADOR INVERSOR Y NO INVERSOR Alex Amaguaña – Liliana Amaya - Juan Tusa Estudiantes de la Carrera de Ingeniería Mecánica Universidad Técnica de Ambato Ambato, Ecuador [email protected] - [email protected] [email protected]

Resumen. — En el presente trabajo elaboramos un circuito

inversor, seguidor, sumador, integrador, etc.), si bien al

el cual nos permite desarrollar la habilidad de reconocer y

estudiar los rectificadores controlados, vimos que se

poder realizar circuitos a través de un conocimiento previo

podía funcionar en sentido inverso, transformando la

del mismo.

corriente continua en alterna, y por tanto trabajando

El objetivo principal es investigar con un estudio

como

minucioso sobre los amplificadores inversores y no

rectificadores

inversores, su funcionamiento en el campo de

necesitan estar conectados a una fuente alterna del

electrónica con sus respectivas aplicaciones.

exterior como carga, que impone la frecuencia en el

Sin

embargo,

controlados

realicen

para esta

que

los

faceta,

lado de alterna, por lo que se llamaban inversores

Palabras Clave: elaboración de un circuito, habilidad de

controlados o guiados (no autónomos). [2]

reconocer, realizar circuitos e investigar. I.

inversores.

En este tema se estudiarán aquellos dispositivos que

INTRODUCCIÓN

funcionen automáticamente, sin necesidad de estar

Dentro de la electrónica de potencia los circuitos para

conectados a ninguna red de alterna, de forma que se

transformar de corriente directa a corriente alternan se

permita la transformación de continua a alterna cuando

conocen como Inversores, en la década de los

en el lado de alterna sólo haya receptores de energía. A

cuarenta, las calculadoras analógicas utilizaban

estos dispositivos se les denominará inversores u

circuitos electrónicos analógicos para realizar ciertas

onduladores autónomos o auto guiados. [1]

operaciones. La complejidad que presentaban se

II.

solucionaba al tomar una parte de la señal de salida e introducirla en la entrada (realimentación). El nombre

FUNDAMENTOS

AMPLIFICADOR INVERSOR

de amplificador operacional proviene precisamente de ser usado inicialmente para realizar operaciones analógicas. [1] Por medio de redes de componentes pasivos (resistencias, condensadores, bobinas) se consigue una gran variedad de funcionalidades (inversor, no Figura 1: Amplificador inversor.

1

Como quedamos que Vx=0 quedará: En la Figura 1 (a) se encuentra el esquema de un 𝐼1 =

circuito amplificador inversor en el que se aprecia una

𝑉𝑖 𝑅1

realimentación negativa y la señal de entrada VE se 𝐼2 = −

introduce a través de la resistencia R1, estando el terminal + del amplificador operacional directamente

𝑉𝑜 𝑅2

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

conectado a tierra. 𝑉𝑖 𝑉𝑜 =− → 𝑉𝑖 ∗ 𝑅2 = −𝑉𝑜 ∗ 𝑅1 𝑅1 𝑅2

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

Al final tenemos:

ganancia que le demos al amplificador en lazo cerrado. La señal, como vemos en la figura, se aplica

𝑉𝑜 = −𝑉𝑖

al terminal inversor o negativo del amplificador y el

𝑅2 𝑅1

positivo o no inversor se lleva a masa. La resistencia R2, que va desde la salida al terminal de entrada

Fórmula que nos indica que la tensión de salida Vo es

negativo, se llama de realimentación. [3]

la tensión de entrada Vi multiplicada por una ganancia R2/R1. El signo negativo de la expresión indica la inversión de fase entre la entrada y la salida. [4] - Impedancia de entrada:

𝑍𝑒 =

𝑉𝑖 𝐼1 ∗ 𝑅2 = → 𝑍𝑒 = 𝑅1 𝐼1 𝐼1

- Impedancia de salida: 𝑍𝑒 =

𝑉𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑉𝑖 = 0 → 𝑍𝑜 = 0 𝐼𝑜

Figura 2: Esquema amplificador inversor.

AMPLIFICADOR NO INVERSOR En todo A.O. podemos decir que: 𝐼𝑥 = 0 ; 𝐼𝑦 = 0 ; 𝑉𝑥 = 𝑉𝑦 Con lo cual las corrientes I1 e I2:

𝐼1 =

𝑉𝑖 − 𝑉𝑥 𝑅1

𝐼2 =

𝑉𝑥 − 𝑉𝑜 𝑅2

Figura 3: Amplificador no inversor.

2

En la Figura 1 (b) se muestra el diseño del

• Al ser la ganancia independiente de la carga, la tensión

amplificador operacional no inversor. La diferencia

de salida es independiente de la carga; por tanto, la

respecto al caso inversor está en que la resistencia R1

impedancia de salida es cero. [2]

se conecta a tierra y la señal de entrada VE se conecta al terminal + del amplificador operacional. [1] Existen diversas configuraciones capaces de ser implementadas enfocaremos

con en

la

CFA,

en

este

configuración

caso

nos

denominada

amplificador no inversor. La configuración de un amplificador no inversor con un CFA es exactamente la misma que la empleada en un VFA, es decir, únicamente es necesario conectar Figura 5: Esquema de un amplificador no inversor.

dos resistencias, una de ellas conectada entre la terminal de salida y la terminal inversora, mientras que la segunda es conectada entre la terminal

𝑖𝑖 = 𝑖+ = 𝑖− = 0

inversora y tierra. En la figura se muestra la configuración de un amplificador no inversor a partir

𝑖𝑅1 = 𝑖𝑅2 = 𝑖𝑅

de un CFA. [2]

𝑉1 = 𝑉− = 𝑉+ = 𝑉𝐼𝑁 𝑖𝑅1 =

𝑉1 𝑉𝐼𝑁 = 𝑅1 𝑅1

𝑉𝑜 = 𝑖𝑅 (𝑅1 + 𝑅2 ) = 𝑉𝐼𝑁 = 𝑉𝐼𝑁 (1 + Figura 4: CFA configurado como amplificador no inversor.

𝑅1 + 𝑅2 𝑅1

𝑅2 ) 𝑅1

Se trata de un amplificador con:

𝐴𝑣 > 0

𝐴𝑉 =

• La ganancia viene dada por la relación entre las

𝑉𝑜 𝑅2 = (1 + ) 𝑉𝐼𝑁 𝑅1

resistencias de realimentación.

III.

• La impedancia de entrada es teóricamente infinita,

Los parámetros para medir en el amplificador, tanto

pues la corriente de entrada es cero.

inversor como no inversor, son los siguientes:

3

PARAMETROS

• Ganancia, tanto teórica (GT) como real (GR). Es el factor de amplificación del circuito. • Frecuencia de corte (fc). Es el valor de la frecuencia de la señal de entrada VE para la cual la ganancia real del amplificador se reduce en un factor de 2 respecto de la ganancia real original. Por lo tanto, la frecuencia de corte fc es aquella para la que la ganancia real del amplificador queda reducida a R corte. • Ancho de banda (B). Una vez obtenida la frecuencia de corte superior para el amplificador, se puede medir

Figura 7: Amplificador no inversor en proteus.

la frecuencia de corte inferior fi, de forma que la ganancia cae en un factor 2. La diferencia entre la frecuencia de corte superior y la inferior representa el ancho de banda del amplificador. En esta práctica se supondrá que fi = 0. [1] REPRESENTACION DE LA ONDA

Figura 8: Onda del amplificador no inversor en proteus.

IV. 

OBSERVACIONES

La ganancia de lazo cerrado del amplificador no inversor siempre es mayor que la unidad.

Figura 5: Amplificador inversor en proteus.



En dicha ganancia no aparece el signo menos delante de ella, con lo cual, en este amplificador no se produce ningún cambio de ángulo de fase entre la salida y la entrada.



La resistencia de salida del amplificador no inversor es la del AO, 𝑅𝑂𝑈𝑇 = 0.



Figura 6: Onda del amplificador inversor en proteus.

4

La resistencia de entrada es infinita 𝑅𝐼𝑁 = ∞.

V. 

[4] Electronicafacil.net. (2017). AMPLIFICADOR NO INVERSOR. [online] Available at: https://www.electronicafacil.net/tutoriales/AMPLIFIC ADOR-NO-INVERSOR.php [Accessed 6 Dec. 2017].

CONCLUSIONES Se analizó sus respectivas funciones en cuanto a la señal que emiten durante la determinación de la ganancia de tensiones.



Se analizo la utilización de diferentes aplicaciones en cuanto a las salidas y entradas de

un

inversor

y

sus

amplitudes

correspondientes. 

Se determinó que las salidas son inversas alas de la entrada en polaridad, aunque pueden ser mayor, menor o igual dependiendo de la ganancia



Mediante los esquemas se entendió cual es sus respectivas entradas y salidas y sus respectivos flujos de corriente analizando así los resultados en cuanto a las señales emitidas.



Los parámetros que se conocieron mediante un inversor y no inversor fueron la ganancia, impedancia y su potencial



El diseño del circuito eléctrico es muy importante realizarlo en un software, debido a que este nos ayuda a simular y verificar los resultados que deseamos obtener en la elaboración de la fuente de alimentación.

VI.

REFERENCIAS

[1] RASHID, Muhammad, Electrónica de potencia de circuitos, Dispositivos y aplicaciones. Prentice Hall. Naucalpan, México, 1995, [2] Malvino. Paul. Principio de Electrónica Mc. Graw hill. Naucalpan, México, 1991 [3] Pressman, Abraham I. Switching Power Supply Design. Mc Graw Hill New York, 1998.

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