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Laboratorio de electrónica lineal, facultad de ingeniería física, octubre 2019, Universidad tecnológica de Pereira.

AMPLIFICADOR INVERSOR Y NO INVERSOR CON OP-AMP INVERTER AMPLIFIER AND NO INVERTER WITH OPERATIONAL AMPLIFIERS Autores: Kewin Alonso Restrepo Pulgarin, Ayde Yadira Cuarán Cuarán y Katherine Rodríguez Cardona Facultad de ingeniería, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia Correos: [email protected], [email protected], [email protected] Resumen- en la práctica realizada se conectó en la protoboard el diseño de los circuitos amplificadores de tensión utilizando el amplificador operacional TL084 esto con el fin de obtener ganancia tanto positiva como negativa. Palabras clave- Amplificador operacional inversor, amplificador operacional no inversor, ganancias. Abstract- in practice, the design of the voltage amplifier circuits was connected to the protoboard using the TL084 operational amplifier this in order to obtain both positive and negative gain. Key Word —operational amplifier, Integrated circuit, parameters I.

INTRODUCCION.

Un amplificador permite alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta con fuentes positivas y negativas permitiendo generar una gran cantidad de funciones, estos amplificadores tienen diferentes configuraciones como es la de un amplificador operacional inversor y no inversor.

Amplificador no inversor: En este circuito, la tensión Vi se aplica a la entrada no inversora (+), lo cual significa que la señal de salida estará en fase con la señal de entrada y amplificada

Amplificador inversor: En este circuito, la entrada V (+) está conectada a masa y la señal se aplica a la entrada V (-) a través de R1, con realimentación desde la salida a través de R2. La entrada V (-) es un punto de tierra virtual, ya que está a un potencial cero.

Figura 2: amplificador no inversor. Vx=Vy ; I1=

;

Ix=0; I2=

I3=0; ;

Teniendo en cuenta que Vy=Vi y Vx=Vi tenemos: I1= ;

Figura 1: amplificador inversor.

I2=

=

y si

Ix=0

I2= I1

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Teóricamente verificamos que V0 (t)=

(

)

+1

( II.

)

OBJETIVO

Utilizar el amplificador operacional como un dispositivo análogo lineal capaz de amplificar señales de tensión con ganancias positivas o negativas. III.

Tabla #2: cálculos de verificación que vo=10V. Teniendo en cuenta que procedemos a simular

CONTENIDO el circuito en proteos:

3.1. Diseño amplificadores de tensión con

amplificadores operacionales que cumplan con los siguientes requerimientos: 3.1.1. Diseño de amplificar en modo no inversor  

Vi (t)= V0 (t)=

Utilizando la fórmula para calcular el voltaje de salida de un amplificador en modo no inversor, se procede a calcular los valores de las resistencias con la siguiente formula: (

Figura 1: simulacion en proteus del amplificador no inversor.

)

Se tiene en cuenta que el valor de los voltajes tanto de entrada Vi =0.5V y de salida V0= , se procede a dar un valor aleatoria ya se a o y despejamos la faltante. Valor asignado aleatoriamente de procede a despejar (

, de ahí se Figura 2: señal de entrada y salida amplificada.

)

3.1.2. Diseño de amplificador en modo inversor (

)

 

Vi (t)= V0 (t)=

Teniendo en cuenta que el amplificador operacional inversor es el que genera las señales invertidas procedemos a hacer cálculos utilizando la formula Tabla # 1: cálculo del valor de la resistencia Rf

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Utilizando los siguientes implementos y haciendo la conexión requerida procedemos a verificar la señal de salida tanto del amplificador inversor como el no inversor:

Dando un valor aleatorio a R=10 k procedemos a calcular el valor de :

      

R=10 k

Ahora teóricamente verificamos que V0=-7



Fuente dual DC. Sondas para fuente. Generador de señales. Sonda para generador. Osciloscopio Protoboard Resistencias de valores 10k, 350k . Amplificador operacional TL084.

3.2.1. Circuito 1: en modo no inversor Vi (t)= V0 (t)=

= -7V

Teniendo en cuenta que procedemos a simular el circuito en proteos.



El circuito en modo no inversor consta de un amplificador operacional (TL084) y dos resistencias, R0 de entrada que tiene un valor de 10k y la resistencia de realimentación tiene un valor de 190k. La amplitud de entrada es de 1Vpp con una frecuencia de 1000Hz, y es alimentado con ± 15V esto con el fin de obtener una señal que no se vaya a saturar.

Figura 3: simulacion en proteus del amplificador inversor.

Fotografia 1: montaje del circuito con amplificador TL084 modo no inversor en la protoboard.

Figura 4: señal de entrada y salida amplificada invetida. 3.2 Procedimientos en el laboratorio:

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Fotografía 4: señal tanto de entrada como salida amplificada en forma cuadrada. 

Finalmente se con la fuente en modo sinodal, se incrementó la amplitud hasta que en la señal de salida se presentó una saturación como se muestra a continuación:

Fotografía 2: seña de salida obtenida en el osciloscopio. En la fotografía 2 podemos observar una señal de entrada y una señal de salida amplificada, esto debido que el amplificador operacional no inversor genera señales sin necesidad de invertirlas. 

Fotografía 5: señal de salida saturada. Seguidamente se modificó las señales de forma cuadrada y triangular dejando las mismas amplitudes, o sea que Vi=0.5 V y V0=10 V.

En la guía solicita registrar una tensión para cual la señal empieza a saturar pero por un descuido grupal no se recuerda donde se la apunto. La justificación que se puede dar respecto a lo analizado es que la saturación es debido a que la ganancia de un amplificador se presenta por encima de 0.7V y por debajo de esta se empieza a perder ganancia y esto hace que se sature la señal de salida. También se debe cuando la polarización es menor a la ganancia o sea en este caso si la polarización es 9v y -9v y se dice que la ganancia tiene que ser de 10 v ya se presentaría una saturación, en el caso de esta práctica la polarización se hizo con +15v y -15v para que este no se sature .

Fotografía 3: señal tanto de entrada como salida amplificada en forma triangular.

3.2.2.   

Circuito 2: modo inversor.

Vi (t)= V0 (t)=

El circuito en modo inversor consta de un amplificador operacional (TL084) y dos resistencias, R0 de entrada o impedancia que tiene un valor de 10k y la resistencia de realimentación tiene un valor de 350k. La amplitud de entrada es de 1Vpp con una frecuencia de 1000Hz, y es alimentado con ± 15V esto con el fin de obtener una señal que no se vaya a saturar.

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Fotografía 8: señal tanto de entrada como salida amplificada en forma triangular.

Fotografia 6: montaje del circuito con amplificador TL084 modo inversor en la protoboard.

Fotografía 9: señal tanto de entrada como salida amplificada invertida en forma cuadrada. 

Finalmente se con la fuente en modo sinodal, se incrementó la amplitud hasta que en la señal de salida se presentó una saturación como se muestra a continuación:

Fotografía 7: seña de salida amplificada invertida obtenida en el osciloscopio. En la fotografía 7 podemos observar una señal de entrada y una señal de salida amplificada invertida, esto debido que el amplificador operacional inversor genera señales invertidas y tensiones negativas. 

Seguidamente se modificó las señales de forma cuadrada y triangular dejando las mismas amplitudes, o sea que Vi=0.2 V y V0= -7 V.

Fotografía 10: señal de salida invertida saturada. Igualmente como en el amplificador no inversor por descuido no recordamos a que voltaje la la señal de salida se empieza a saturar, pero de igual manera se puede inferir que Vo no puede tener un valor de tensión mayor que el valor de tensión de alimentación. 3.3. Preguntas 3.3.1.

¿Cuál es la desventaja del amplificador no inversor?

La desventaja de un amplificador no inversor es que la ganancia no puede ser menos a 1, ya que en los

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terminales de la resistencia R habrá una caída de tensión debido al flujo de una corriente.



Electrónica fácil 2004-2019. Amplificador no inversor. Recuperado de: https://www.electronicafacil.net/tutoriales/AMP LIFICADOR-NO-INVERSOR.html.

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Electrónica fácil 2004-2019. Amplificador inversor. Recuperado de: https://www.electronicafacil.net/tutoriales/AMP LIFICADOR-INVERSOR.html.

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Universidad tecnológica de Pereira, diseño de amplificador en emisor común. Recuperado de:

3.3.2. ¿Cuál es la desventaja del amplificador inversor? La desventaja del amplificador inversor, es que no se pueden usar para frecuencias elevadas ya que no responden de la misma forma como si lo hicieran a frecuencias bajas generando así un desfase de 180° en las ondas. IV.

CONCLUSIÓN.

Un amplificador operacional es un circuito integrado, que de la misma manera como pueden traer desventajas, también tienen sus ventajas:

-

- Los amplificadores son una serie de componentes que se encuentran en un encapsulado que pueden entregar muchas funciones para facilitar el trabajo en el implemento de nuevas tecnologías ya que a su vez es un dispositivo de fácil uso, en caso de que se llegara a dañar es muy fácil de remplazar sin necesidad de adentrarnos el circuito interno que este tiene. Algunas desventajas es que los amplificadores no pueden trabajar con altas potencias y no responden de la misma manera cuando hay frecuencias altas que de las frecuencias bajas. En la práctica ser puede observar la diferentes señales mostradas en osciloscopio, de las cuales se puede desglosar las ventajas y desventajas teniendo en cuenta los desfases que se presentaron, aunque no podemos afirmar que sean exactamente igual a los cálculos teóricos ya que en la parte de exactitud en el experimento se puede ver afectada por diferentes factores como los son: el medio en el que se realiza, la tolerancia de los materiales a utilizar y hasta la equivocación del experimentador. V.

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BIBLIOGRAFIA.

Lasantha, 2013. Gigatecno. Ventajas y desventajas de los amplificadores operacionales. Neuquen, republica de Argentina. Recuperado de: http://gigatecno.blogspot.com/2013/02/ventajasy-desventajas-de-los_23.html

https://media.utp.edu.co/ingenieriafisica/archivos/Practica%202%20Lin.pdf.