• Author / Uploaded
• Secondmikel Box

Citation preview

Amplificadores Operacionales OP-AMP Prof. Caroline González ELEN 3311

OP AMP











Un amplificador operacional es un amplificador de alta ganancia y un circuito integrado capaz de realizar un gran número de amplificaciones lineales y no lineales y funciones de procesamiento de señ señal. al. Es un amplificador de acople directo (direct(directcoupled) Fue desarrollado en los 1950’ 1950’s para usarse en computadoras para realizar operaciones matemá matemáticas. ticas. Contiene transistores, transistores, capacitores, capacitores, resistores. resistores.

1

Esquemático de un OP-AMP

Símbolo de un OP-AMP

• • • • •

v+ = entrada no-invertidora v- = entrada invertidora vd = voltaje diferencial = v+ - vvout = salida ±V = ±Vcc = suplidores de potencia (“bias”)

2

Característica de entrada y salida Vout

Región de Saturación

Vcc

Vd

Región Lineal

-Vcc

Región de Saturación


± Vcc establece los voltajes máximo y mínimo en la salida (±Vsat).

Aplicaciones










Amplificador Sumador Amplificador Restador Amplificador Multiplicador Divisor Integrador Diferenciador (Derivador) Derivador) Buscar Promedio Comparadores Convertidor de Voltaje a Corriente y de Corriente a Voltaje
















Oscilador Generadores de Señ Señales Filtros Activos Rectificador Amplificador de Instrumentació Instrumentación Convertidores A/D y D/A PhasePhase-locked loop Controladores Convertidores de AC a DC

Otros: Otros: La limitació limitación de un opop-amp es nuestra imaginació ó n imaginaci …

3

Diseño de un circuito acondicionador de señales VT

Vo

2.73 V

0V

0°C LM335

CAS

(sensor)

50°C

5V

Microcontrolador

3.23 V

15 V 100kohm

10kohm 10kohm

+ LM 335

VT -

10kohm

2

10kohm 741

-3

1

VT

2 54.9kohm

741

3

1

+

+ 10kohm

15 V

Vo -

Diseño de un detector de humo

4

Diseño de un convertidor de análogo a digital (A/D)

Modelo Ideal vs. Práctico




Valores típicos para dos OPOP-AMPs Pará Parámetro

Rin Ro Av

741 2 MΩ MΩ 50 Ω 2 x 105

411 1 TΩ TΩ 50 Ω 2 x 105

5

Modelo Ideal Asunció Asunción

Implicació Implicación

1) Rin = ∞

i+ = i- =0

2) Rout = 0

Voltaje de salida es independiente de la carga RL

3) AOL = ∞

vd = 0 (v+ = v-)

Retroalimentación (Feedback) Negativa





Retroalimentació Retroalimentación negativa es el proceso donde una porció porción del voltaje de salida de un amplificador es regresado a la entrada con un ángulo de fase que se opone (o que se resta) resta) a la señ señal de entrada. entrada. La ganancia (ACL) se reduce. Sin retroalimentació retroalimentación negativa la salida estará estará en la regió región de saturació saturación. ejemplo: ejemplo: si vin = 1 mV vout = (1 mV)(2 x 105) = 200 V La salida siempre será será ±Vcc.

6

Web-Sites de Interés













http://ing.bc.inter.edu http://ing.bc.inter.edu//cgonzalezr/ cgonzalezr/index.html (clase ELEC 4080, OPOP-AMP, notas de la clase) – incluye informació información de las configuraciones bá básicas, filtros, osciladores, comparadores, limitaciones de un opop-amp en dc y ac, etc. http:// ing.bc.inter.edu//cgonzalezr/ http://ing.bc.inter.edu cgonzalezr/index.html (clase ELEN 3311, Electró Electrónica I) – hoja de data del opop-amp LM741. http://www.bcae1.com/ - incluye informació información de aplicaciones de un opop-amp, ecuaciones y una forma interactiva de analizar circuitos que contienen opop-amp. amp. http://users.pandora.be/educypedia/electronics/analogopa mp.htm - enciclopedia de los amplificadores operacionales. http://webpages.ursinus.edu/lriley/ref/circuits/node5.html – incluye configuraciones bá básicas, ejemplos y demostraciones. http://www.national.com – contiene hojas de data de amplificadores operacionales.

Configuraciones Básicas








Amplificador Invertidor Amplificador No-Invertidor Seguidor de Voltaje (Buffer) Sumador Restador Derivador Integrador

7

Amplificador Invertidor

•

Amplificador NoNo-Invertidor

Ejemplo de Multisim

Seguidor de Voltaje (Buffer)











Caso especial del amplificador no invertidor. invertidor. Los voltajes de entrada y salida son iguales. Convierte una fuente de voltaje prá práctica a una fuente ideal. No extrae corriente de un circuito (Rin = ∞), por lo tanto es ideal para monitorear circuitos (“clandestine bug” bug”).

8

Sumador

Restador

Balanceado: R1=R3, R2=R4

Derivador

Integrador

9

Comparadores




Operan en la región no-lineal. Producen salidas discretas. Aplicaciones: • Comparar dos niveles de voltaje • Convertir de aná análogo a digital





Pueden o no usar retroalimentación. Su salida es ± Vcc.

Pasos para analizar los comparadores 1. 2. 3. 4.

Determinar v+. Determinar v-. Determinar vd (vd = v+ - v-). Si vd es +, vout = +Vsat Si vd es -, vout = -Vsat

10

Tipos de comparadores





HW







Comparador Comparador Comparador positivo Comparador Comparador negativo Comparador

nono-invertidor invertidor nono-invertidor con bias invertidor con bias positivo nono-invertidor con bias invertidor con bias negativo

Convertidores Voltaje a Corriente (Howland) Howland)

Corriente a Voltaje

11