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• Pablo Omonte

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Universidad Católica Boliviana “San Pablo” Ingeniería Mecatrónica Circuitos Electrónicos II LABORATORIO 1 AMPLIFICADOR OPERACIONAL INVERSOR Y NO INVERSOR Grupo 5 Haches Ivar Omonte Pablo Velasquez Yevgueni 1. Objetivos -

Reconocer las terminales de un amplificador operacional. Comprobar el funcionamiento del amplificador operacional en sus configuraciones de inversor y no inversor. 2. Materiales 2.1. Proporcionados por la U.C.B. - Generador de funciones - Osciloscopio digital - Dos sondas de osciloscopio - Fuente simétrica 2.2. Propios del estudiante - Amplificador Operacional: LM741. - Resistencias de distintos valores. - Protoboard - Cables de conexión - Computador (1 por grupo) 3. Procedimiento Amplificador operacional inversor - Considerando condiciones ideales, encuentre la función de transferencia del circuito de la Figura1. - Establezca los v alores de R1 y R2 necesarios para obtener una ganancia A en lazo cerrado de cada uno de los valores de la Tabla 1. (Utilice valores de resistores que tenga a la mano). - Arme el circuito con V ¿ =3 V pp y f =1 kHz. - Mida el voltaje rms de entrada y salida para cada uno de las configuraciones de la Tabla 1. Compare los valores teóricos y experimentales.

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Figura 1. Ganancia A

R1

R2

Vout (Teórico)

-0,5

1.2

0.6

1.5

Vout (Experimental ) 1.48

-1,5

1.2

1.8

4.5

4.2

6

-2

1.2

2.4

6

5.6

6

-3

1.2

3.6

Error% 1.3

9 8 11 Tabla 1. ¿De cuánto es el desfase entre la señal de entrada y la señal de salida del amplificador? ¿Por qué se lo denomina amplificador inversor? El desfase entre la señal de entrada y la señal de salida es de 180° y se denomina amplificador inversor porque invierte la señal de entrada.

¿Qué diferencia existe entre la salida de la primera configuración con respecto a la última? ¿Qué puede observar en su tabla de datos? Existe un error que incrementa exponencialmente, esto debido al uso de las resistencias y sus diferentes configuraciones (Paralelo y Serie). Además de que tendemos de llegar al voltaje de corte por la polarización del amplificador, en nuestro caso 9 V.

¿Qué sucederá si se cambia la resistencia R2 por un cable?

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Si se usa un cable este se toma como una resistencia de valor 0 y al remplazar en la formula este nos da una salida de 0 voltios.

4. Procedimiento Amplificador operacional no inversor - Con la configuración típica de un amplificador no inversor de la figura 2, establezca valores para los resistores para obtener cada uno de los valores de ganancia A de la Tabla 2. - Arme el circuito con V ¿ =3 V pp y f =1 kHz. - Mida el voltaje rms de entrada y salida para cada uno de las configuraciones de la Tabla 2 y compare resultados teóricos y experimentales.

Figura 2

Ganancia A

R1

R2

Vout (Teórico)

2

1.2

1.2

3

Vout (Experimental ) 2.98

3

0.6

1.2

4.5

4.4

2.2

4

0.4

1.2

6

6.1

1.6

4.5

0.34

1.2

6.6

2.2

6.75 Tabla 2.

Error% 0.6

¿Cómo son las fases de los voltajes de entrada y salida? ¿Por qué se lo denomina amplificador no inversor?

Universidad Católica Boliviana “San Pablo” Ingeniería Mecatrónica Circuitos Electrónicos II Se lo denomina amplificador no inversor por que la señal de salida estará en fase con la señal de entrada.

¿Qué diferencia existe entre la salida de la primera configuración con respecto a la última? ¿Qué puede observar en su tabla de datos? Que conforme va aumentando la ganancia, la señal deja de ser más exacta con los datos teóricos experimentales.

5. Simulación - Replique los circuitos de las Figuras 1 y 2 en el simulador. Utilice el modelo del LM741 para el amplificador operacional. - Realice una simulación. tran, visualice las ondas de voltaje en la entrada y la salida para distintas configuraciones de resistencias. - Obtenga los valores de voltaje pico y rms para los valores de voltaje de entrada y salida. - Adjunte capturas de pantalla de sus observaciones. Figura 1.-

Universidad Católica Boliviana “San Pablo” Ingeniería Mecatrónica Circuitos Electrónicos II Ganancia -0.5

Ganancia -1.5

Ganancia -2

Ganancia -3

Figura 2

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Ganancia 2

Ganancia 3

Ganancia 4

Ganancia 4.5

6. Observaciones finales Resume lo que aprendiste en la práctica (150 palabras mínimo) En la presente práctica se pudo aprender el funcionamiento del amplificador operacional lm741 en 2 partes del laboratorio. En la primera parte mediante un juego de resistencias conectadas en puntos específicos se pudo realizar la demostración del amplificador inversor, el cual hacia variar a la señal en un total de 180° y además de aumentar su ganancia a la cantidad deseada para el laboratorio. En la segunda parte al igual que la primera, se utilizaron resistencias de tal manera que se logre la amplificación deseada. Solo que en este caso era un amplificador no inversor y no hacia la

Universidad Católica Boliviana “San Pablo” Ingeniería Mecatrónica Circuitos Electrónicos II variación en la fase de la señal de entrada. Además de las conexiones, se aprendió la manera correcta de calcular las resistencias necesarias para el circuito que se requiera, ya se inversor o no inversor. ¿Por qué consideras que se realizó la presente práctica de laboratorio? (100 palabras mínimo) La presente práctica de laboratorio se realizó para hacer una pequeña demostración de cómo es el funcionamiento del amplificador operacional de manera sencilla, para así tener práctica y lograr con éxito los laboratorios de más adelante. También aprender un uso correcto de lo que sería el nuevo osciloscopio digital, el generador de funciones y la fuente simétrica. Además de que es un inicio para aprender que una mala conexión entre las resistencias o bien el cableado podrían provocar una lectura mala de señales, e incluso una mala conexión puede llegar a dañar el amplificador operacional. Provocando que este se queme y lance puras señales erróneas.