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1Trabajo Preparatorio #6

Grupo A4 Enero 2017. Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Departamento de Ingeniería Electrónica Circuitos Eléctricos I Docente: Ing. Paúl Mejía

Tema El amplificador Operacional

Objetivos: -

Verificar el principio de funcionamiento del amplificador operacional. Analizar algunas aplicaciones básicas con el amplificador operacional. Familiarizarse con el uso de instrumentos de medida.

Procedimiento: 1.- Determine y analice la relación entre las señales de entrada y salida en cada uno de los circuitos. 2. Simule los circuitos y muestre los resultados gráficos Circuito 1

Figura1.1 Circuito con amplificador Operacional LM324J

pág. 1

Análisis de la figura 1: a) Tomando el valor de voltaje como valor Vrms Hallamos la frecuencia angular: ω=2 π f ω=2 π (3 kHz)

ω=18849.55 rad /s Por tanto la fuente es V =1 cos (18849.55t +0 °) Transformamos a fasor la fuente: V =1 ∠0 ° Obtenemos las impedancias: Z 1=1 kΩ Z 2=4.3 kΩ

Podemos observar que por el diseño del circuito es un amplificador inversor por tanto: V o=

−Z 2 (V s) Z1

V o=

−4.3 kΩ ( 1 ∠0 ° ) 1 kΩ

V o=−4.3 v Simulación:

pág. 2

Figura 1.2 Simulación del circuito1 con amplificador operacional LM324J y fuente con voltaje Vrms

Figura 1.3 Comparación de la señal de entrada con la de salida del circuito1, el canal A pertenece a la salida y el canal B pertenece a la señal de entrada (fuente)

pág. 3

b) Tomando el valor de voltaje como Vpico La frecuencia es la misma por tanto la frecuencia angular es: ω=18849.55 rad /s Obtenemos el valor Vrms de la fuente:

Vrms=

1v =0.7071 v √2

Por tanto la fuente es V =0.7071 cos (18849.55t +0 ° ) Transformamos a fasor la fuente: V =0.7071 ∠0 ° Obtenemos las impedancias: Z 1=1 kΩ

Z 2=4.3 kΩ Podemos observar que por el diseño del circuito es un amplificador inversor por tanto: V o=

−Z 2 (V s) Z1

V o=

−4.3 kΩ ( 0.7071 ∠ 0 ° ) 1 kΩ

V o=−3.040 v Simulación:

pág. 4

Figura 1.4 Simulación del circuito1 con amplificador operacional LM324J y fuente con voltaje Vpico

Figura 1.3 Comparación de la señal de entrada con la de salida del circuito1, el canal A pertenece a la salida y el canal B pertenece a la señal de entrada (fuente)

pág. 5

Circuito 2

Figura 2.1 Circuito amplificador inversor con operacional 741 y fuente de señal cuadrada

Simulación del circuito2:

Figura 2.2 Simulación del Circuito2, amplificador inversor con operacional 741 y fuente de señal cuadrada

pág. 6

Figura 2.3 Visualización del osciloscopio en el circuito2 donde la señal de entrada está conectada al canal A y la señal de salida en el canal B

Circuito 3

Figura 3.1 Circuito amplificador sumador con operacional 741

pág. 7

Análisis del circuito3: a) Tomando el valor de voltaje como Vrms La fuente es Va=Vb=1 cos(18849.55 t+ 0° ) Transformamos a fasor la fuente: Va=Vb=1∠ 0 ° Obtenemos las impedancias: Z 1=1 kΩ

Z 2=300 Ω Z 3=200 Ω

Como podemos ver el diseño del circuito3 es un amplificador sumador por lo tanto: V o=−R 1

( RVa2 + RVb3 )

V o=−1 kΩ

° 1∠0° + ( 1∠0 300 Ω 200 Ω )

V o=−8.33 v

Simulación del circuito3:

Figura 3.2 Simulación del circuito3, un amplificador sumador con el operacional 741

pág. 8

Figura 3.3 Visualización de la relación entre las señales de entrada (canal A) y de salida (canal B) del circuito3

b) Tomando el valor de voltaje como Vpico Obtenemos el valor Vrms: 1v Vrms= =0.7071 v √2 La fuente es Va=Vb=0.7071 cos(18849.55 t+ 0° ) Transformamos a fasor la fuente: Va=Vb=0.7071∠ 0° Obtenemos las impedancias: Z 1=1 kΩ

Z 2=300 Ω Z 3=200 Ω

Como podemos ver el diseño del circuito3 es un amplificador sumador por lo tanto: V o=−R 1

( RVa2 + RVb3 )

V o=−1 kΩ

° 0.7071 ∠ 0 ° + ( 0.7071∠0 300 Ω 200 Ω ) pág. 9

V o=−5.89 v Simulación:

Figura 3.4 Simulación del circuito3, un amplificador sumador con el operacional 741

Figura 3.5 Visualización de la relación entre las señales de entrada (canal A) y de salida (canal B) del circuito3

pág. 10