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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA ELÈCTRICA Y ELECTRÒNICA IT144 LABORATORIO DE CIRCUITOS ANALÒGICOS. EXPERIENCIA Nº 8 EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL. I.

OBJETIVO :

Diseñar, simular, implementar y analizar circuitos con amplificadores operacionales. A.- Relación de Circuitos en estudio: A1.- Amplificador Inversor.(Circuito 1) : Vin = 200 mV / 1 KHz ;

fi = 100 Hz ;

fs = 16 KHz ; IC LM741 ; G = 10 ; Ri = 5 K

C2 0.082n

R2

R1

Ri

5K 0.15u 5K

-

OS1

+

V+

LM741OUT 3

OS2

1 6 5

7

C1

2

V-

4

100K -12V

R3

100K

+12V

R4

5K

Vin 0

CIRCUITO 1

0

0

A2. Amplificador no inversor (Circuito 2): Vin = 200 mV / 1 KHz ; fi = 100 Hz ; fs = 16 KHz ; IC LM 741 ; G = 10 ; Ri = 20 K

C2 0.22n R2

5K

C1

2

4

-12V

V-

R5

45K

-

400K 3

0

6

+

5

OS2

R4 5K

+12V R3 400K 7

4n

20K

1

OS1

OUT

V+

R1

LM741

Vin 0

0

CIRCUITO 2 0

A3. Amplificador Seguidor Emisivo. (Circuito 3) Vin = 500 mV / 2 KHz ; Ri = 20 K ; fi = 10 Hz ; IC LM 741.

R2

2

-

OS1

3

OS2

1 6 5

7

72n

+

V+

OUT

C1 Ri 20K

V-

4

-12V

R3

200K

Vin

R4 5K

+12V 0

CIRCUITO 3 0 0

A4. Circuito Conversor V/I (Circuito 4) : Vin = 500 mV / 2 KHz. ; ZL = (50, 100, 150, 200, 250, 300, 420) ohms ; IC LM 741

R2 22K -12V 2

1u

2.2K

V-

4

R1 -

3

+

6 5

OS2

ZL

7

Vin

+ VL -

1

OS1

LM741OUT V+

C1

R4

2.2K

R3 2.2K

+12V 0

CIRCUITO 4

0 0

+1.5V

3

+

V+

R5

7

A5. Amplificador para señal Tipo Puente (Circuito 5) : +12V OS2

R2 0.42K

R1

2

-

4

0.42K

V-

2.2K LM741OUT

0.42K

OS1

5 6 1

R7

2.2K

-12V

R4

R8

R3

R9

2.2K

R10

42K

42K

2

2.2K

-12V OS1

LM741OUT 3

+

V+

R6

-

7

0

V-

4

0

OS2

1 6 5

+12V

R11

CIRCUITO 5

5K 0

R1 = R2 = R3 ; R4 es una resistencia transductora de 420 a 0°C y 200 a 25°C aproximadamente. B.- INFORME PREVIO. 1. Compare las características técnicas de los amplificadores operacionales, LM741, LM308, y TL082. 2. Explique el funcionamiento, indique posibles aplicaciones del  Termistor NTC  Resistencia del Platino  La Termocupla  El Transductor de efecto Hall  La celda para medir PH 3. Obtenga la función de transferencia de los circuitos de A1, A2, A3, A4, y A5. 4. Diseñe los circuitos de A1, A2, A3, A4, y A5, según los parámetros indicados para cada caso. 5. Simule en computadora la respuesta a una excitación sinusoidal y los diagramas de Bode de los circuitos A1, A2, y A3; Asimismo respuesta a cambios de impedancia del circuito A4, y el diagrama de Bode al punto VR11 del circuito A5. C.- IMPLEMENTACIÓN. Equipo Y Material Básico: Uno (01) Osciloscopio. Uno (01) Generador de Señales. Dos (02) Fuentes DC de 12V. Uno (01) Multimetro digital. Dos (02) CI LM 741. Uno (01) Termistor NTC 190 aprox. a 25°C Dos (02) Potenciometros de 10K. Condensadores y resistencias según diseño. D.- PROCEDIMIENTO. 1. Construir los circuitos A1 hasta A5, verificando que la salida sea cero en ausencia de señal. 2. Para los circuitos A1, A2, y A3 efectúe un barrido de frecuencia de 5 Hz a 150 KHz, aplicando el generador de señales con la magnitud indicada para cada circuito. 3. Para el circuito A4, aplique el Vin con una frecuencia de 1 KHz, y tome los valores de voltaje en el nodo 6 del A.O., y la resistencia R3 cuando RL = ZL varía entre 50 ohms y 420 ohms. 4. Para el circuito A5 verifique que el voltaje V(R3,R4) sea nulo a la temperatura de referencia, puede usar hielo como referencia de 0°C, luego calibre los controles de NULL para que la salida sea nula.

5. Deje que el NTC alcance la temperatura ambiente y lea el voltaje de salida. 6. Finalmente mida el voltaje de salida después de tocar firmemente con las yemas de los dedos indice y pulgar (36.8 °C aprox.) al sensor NTC. D.- INFORME FINAL: 1. En función de sus datos experimentales construyan los diagramas de Bode de los circuitos A1 hasta A3, use MATLAB. 2. Grafique la corriente IL para los distintos valores de RL, use sus datos experimentales. 3. Grafique Vo vs T °C usando los puntos de las mediciones realizadas. 4. Anote las conclusiones, observaciones y comentarios referentes a : a. Diseño. b. Simulación, y c. Implementación.