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“UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI” FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÌA Y APLICADAS

CARRERA DE INGENIERÌA ELÈCTRICA

TEMA: TALLER BOYLESTAD- FLOYD

INTEGRANTES:  Henry Pullutasig  Edison Panchi  Quimbita Miguel  Pinguil Cesar ASIGNATURA: Electrónica II DOCENTE: M.Sc. Rommel Suárez

Latacunga-Ecuador Abril-Agosto 2017

Robert L. Boylestad Louis Nashelsky 2. ¿Cuál es el intervalo del ajuste de la ganancia de voltaje en el circuito de la figura 10.63? 𝑉

𝑅𝐹 𝑅1

𝐴𝑣 𝑉0 = − 𝑖

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑅1 = 10𝑘Ω 𝐴𝑣

500 = − 50 10

𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑅1 = 20𝑘Ω 𝐴𝑣

500 = − 25 20

4. ¿Cuál es el intervalo del voltaje de salida en el circuito de la figura 10.65, si la entrada puede variar de 0.1 a 0.5 V?

𝐴0 =

𝑅𝐹 𝑉 𝑅1 1

= −

200𝑘Ω 20𝑘Ω

= −10𝑉1

𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑉1 = 0.1𝑉 𝑉0 = −10(0.1𝑉) = −1𝑉 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑉1 = 0.5𝑉 Van los rango de −1V a -5V { 𝑉0 = −10(0.5𝑉) = −5𝑉

6. ¿Qué entrada se debe aplicar a la entrada de la figura 10.66 para obtener una salida de 2.4 V?

𝑅

𝐴0 = (1 + 𝑅𝐹 ) 𝑉1 = (1 + 1

𝑉1 =

360𝑘Ω ) 𝑉1 12𝑘Ω

= 2.4𝑉

2.4𝑉 = 77.42 𝑚𝑉 31

8. Calcule el voltaje de salida desarrollado por el circuito de la figura 10.68 para 𝑅

𝑅

Rf = 330 kΩ.

𝑅

𝑉0 = − [𝑅𝑓 𝑉1 + 𝑅2 𝑉2 + 𝑅𝑓 𝑉3 ] 1

330𝑘Ω

1

= − [ 33𝑘Ω (0.2 𝑉) +

1

330𝑘Ω 330𝑘Ω (−0.5 𝑉) + (0.8 𝑉)] 22𝑘Ω 12𝑘Ω

= −[10(0.2 𝑉) + 15(−0.5 𝑉) + 27.5(0.8 𝑉)] = −[2 𝑉 + (−7.5 𝑉) + 22 𝑉]

= (24V − 7.5V) = -16.5 10. Trace la forma de onda de salida que resulta en la figura 10.69.

1

𝑉0 (𝑡) = − 𝑅𝐶 ∫ 𝑉1 (𝑡) 𝑑𝑡

= −

1 (200𝑘Ω)(0.1µ𝐹)

∫ 1.5 𝑑𝑡

= −50 (1.5 𝑡) = −75𝑡

12. Calcule el voltaje de salida para el circuito de la figura 10.71.

𝑅

𝑉0 = 𝑅𝑓 𝑉1 = − 1

100𝑘Ω 20𝑘Ω

(1.5𝑉)

= −5 (1.5 𝑉) = −7.5𝑉

14. Calcule el voltaje de salida Vo en el circuito de la figura 10.73.

𝑉0 = (1 +

400𝑘Ω −100𝑘Ω 100𝑘Ω ) 0.1𝑉. ( )+( ) (0.1𝑉) 20𝑘Ω 20𝑘Ω 10𝑘Ω

= (2.1 𝑉)(−5) + (−10)(0.1 𝑉) = −10.5𝑉 − 1𝑉 = 11.5𝑉

16. Calcule la compensación de voltaje total para el circuito de la figura 10.75 para un amplificador operacional con valores especificados de compensación de voltaje de entrada VIO _ 6 mV y compensación de corriente de entrada IIO _ 120 nA. 𝑅

𝑉0 = (1 + 𝑅𝑓 ) 𝑉𝐼0 + 𝐼𝐼0 𝑅𝑓 1

= (1 +

200𝑘Ω ) (6 𝑚𝑉) + (120𝑛𝐴)(200𝑘Ω) 2𝑘Ω

= 101 (6𝑚𝑉) + 24𝑚𝑉 = 606 𝑚𝑉 + 24𝑚𝑉 = 630𝑚 18. Determine la frecuencia de corte de un amplificador operacional que tiene valores especificados B1 _ 800 kHz y AVD _ 150 V/mV.

𝑓1 = 800 𝑘𝐻𝑧 𝑓𝑐 =

𝑓1 800 𝑘𝐻𝑧 = = 5.3 𝐻𝑧 𝐴𝑉2 150 ∗ 103

20. Para una entrada de V1 _ 50 mV en el circuito de la figura 10.75, determine la frecuencia máxima que se puede utilizar. La velocidad de razón de cambio del amplificador operacional es SR _ 0.4 V/ms.

𝑅𝑓 200 𝑘Ω = = 100 𝑅1 2 𝑘Ω 𝐾 = 𝐴𝐶𝐿 𝑉𝑖= 100 (50 𝑚𝑉)=5𝑉 𝑉 0.4 µ𝑠 𝑆𝑅 𝑤𝑠 ≤ = = 80 ∗ 103 𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝐾 5𝑉 𝑊𝑠 80 ∗ 103 𝑓𝑠 = = = 12.73 𝑘𝐻𝑧 2𝜋 2𝜋 𝐴𝐶𝐿 =

22. Por las características típicas del amplificador operacional 741, calcule los siguientes valores para el circuito de la figura 10.75.

Característica típica del 741 𝑅0 = 25Ω , 𝐴 = 200𝑘 𝑅𝑓 200𝑘Ω 𝑎). 𝐴𝐶𝐿 = − = = −100 𝑅1 2𝑘Ω 𝑏). 𝑍𝑖 = 𝑅1 = 2𝑘Ω 𝑅0 25Ω 𝑐). 𝑍0 = = 1 1 + 𝛽𝐴 1 + 200 (200,000) 25Ω = = 0.0125Ω 2001 24. Determine el voltaje de salida de un amplificador operacional para voltajes de entrada de Vi1 Vi2 = 140 mV. = 200 mV y La ganancia diferencial del amplificador es Ad _ 6000 y el valor de su CMRR es: 𝑉𝑑 = 𝑉𝑖1 − 𝑉𝑖2 = 200 𝜇𝑉 − 140 𝜇𝑉 = 60𝜇𝑉 (200 𝜇𝑉 + 140 𝜇𝑉) 𝑉𝑖1 + 𝑉𝑖2 𝑉𝐶 = = = 170 𝜇𝑉 2 2 𝐴𝑑 𝑎) 𝐶𝑀𝑅𝑅 = = 200 𝐴𝑐 𝐴𝑑 6000 𝐴𝑐 = 200 = 200 = 30 𝑏) 𝐶𝑀𝑅𝑅 =

𝐴𝑑 𝐴𝑐

= 105

𝐴𝑐 =

𝐴𝑑 105

=

6000 105

= 0.06 = 60 ∗ 10−3 1

Utilizando 𝑉0 = 𝐴𝑑 𝑉𝑑 [1 + 𝐶𝑀𝑅𝑅

𝑉𝐶 ] 𝑉𝑑

1

170 µ𝑉 ] = 365.1mV 60µ𝑉 1 170 µ𝑉 ] = 360.01mV 105 60µ𝑉

𝑎) 𝑉0 = 6000 (60𝜇𝑉) [1 + 200 𝑏) 𝑉0 = 6000 (60𝜇𝑉) [1 +

FLOYD 1. Compare un amp-op práctico con un amp-op ideal. El amplificador operacional práctico: alta ganancia del lazo abierto, alta impedancia de entrada, baja impedancia de salida cero, alta CMRR. El amplificador operacional ideal: ganancia de lazo abierto infinita, impedancia de entrada infinita, impedancia de salida cero. CMRR infinita. 3. Identifique el tipo de modo de entrada cada amplificador operacional de la figura 12-60

a) Entrada de un solo extremo b) Entrada diferencial c) Modo comun 5. La ganancia en lazo abierto de cierto amplificador operacional es de 175,000. Su ganancia en modo común es de 0.18. Determine la CMRR en decibeles.

𝐴𝑂𝐿 1755.00 𝐶𝑀𝑅𝑅(𝑑𝐵) = 20 𝑙𝑜𝑔 ( ) = 20 𝑙𝑜𝑔 ( ) = 120 𝑑𝐵 𝐴𝑐𝑚 0.18 7. Determine la corriente de polarización, IPOLARIZACIÓN, dado que las corrientes de entrada en un amplificador operacional son de 8.3 mAy 7.9 mA.

𝐼𝐵𝐼𝐴𝑆 =

8.3 𝜇𝐴−7.9 𝜇𝐴 2

= 8.1 𝜇𝐴

9. La figura 12-61 muestra el voltaje de salida de un amplificador operacional en respuesta a una entrada escalón. ¿Cuál es la rapidez de variación de voltaje?

𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 =

24 𝑉 = 1.6 𝑉/𝜇𝑠 15 𝜇𝑠

11. Identifique cada una de las configuraciones de amplificador operacional en la figura 1262.

a)

Voltaje-seguidor

b) c)

No invertir Invirtiendo

13. Para el amplificador de la figura 12-63, determine lo siguiente: (a) Acl(NI) (b) Vsal (c) Vf.

𝑎) 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) =

1 𝐵

=

1 1.5𝑘Ω 561.5 𝑘Ω

= 374

𝑏) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) 𝑉𝑖𝑛 = (374)(10 𝑚𝑉) = 3.74 𝑉𝑟𝑚𝑠

𝑐) 𝑉𝑓 = (

1.5𝑘Ω

561.5 𝑘Ω

) = 3.74 = 9.99 𝑚𝑉 𝑟𝑚𝑠

15. Determine el valor de Rf que produzca la ganancia en lazo cerrado indicada en cada amplificador de la figura 12-65.

𝑅𝑓 = 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) 𝑅𝑖 𝑅𝑓 = 𝑅𝑖 (𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) − 1) = 1.0𝑘Ω (50 − 1) = 49𝑘Ω 𝑅𝑓 𝒃) 1 + = 𝐴𝑐𝑙(𝐼) 𝑅𝑖 𝑅𝑓 = −𝑅𝑖 (𝐴𝑐𝑙(𝐼) ) = 10𝑘Ω (−300) = 3𝑀Ω 𝒂) 1 +

𝒄) 𝑅𝑓 = 𝑅𝑖 (𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) − 1) = 12𝑘Ω (7) = 84𝑘Ω 𝒅)𝑅𝑓 = −𝑅𝑖 (𝐴𝑐𝑙(𝐼) ) = −2.2𝑘Ω (−75) = 165𝑘Ω

17. Si se aplica un voltaje de señal de 10 mV a cada amplificador de la figura 12-66, ¿cuáles son los voltajes de salida y cuál es su relación de fase con las entradas?

𝑎)𝑉𝑜𝑢𝑡 ≅ 𝑉𝑖𝑛 = 10 𝑚𝑉, 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑅𝑓 𝑏)𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝐴𝑐𝑙 𝑉𝑖𝑛 = − ( ) 𝑉𝑖𝑛 = −(1)(10𝑚𝑉) = −10𝑚𝑉, 180° 𝑓𝑢𝑒𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑅𝑖 𝑐) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = [

1 1 ] 𝑉𝑖𝑛 = [ ] 10𝑚𝑉 = 233𝑚𝑉, 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑠𝑒 𝑅𝑖 47𝑘Ω (𝑅 + 𝑅 ) ( ) 1047𝑘Ω 𝑖 𝑓 𝑅𝑓

330𝑘Ω

𝑑) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = − ( 𝑅 ) 𝑉𝑖𝑛 = − ( 33𝑘Ω ) 10𝑚𝑉 = 100𝑚𝑉, 180° fuera de la fase 𝑖

19. Determine las impedancias de entrada y salida de cada configuración de amplificador de la figura 12-68.

𝒂) 𝐵 =

2.7𝑘Ω = 0.0048 562.5𝑘Ω

𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = (1 + 𝐴0𝑙 )𝑍𝑖𝑛 = [1 + (175.000)(0.0048)] 10𝑀Ω = 8.41𝐺Ω 𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = 𝒃) 𝐵 =

𝑍𝑜𝑢𝑡 75Ω = = 89.2𝑚Ω 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1 + (175.000)(0.0048)

1.5𝑘Ω = 0.031 48.5𝑘Ω

𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = (1 + 𝐴0𝑙 )𝑍𝑖𝑛 = [1 + (200.000)(0.031)] 1𝑀Ω = 6.20𝐺Ω

𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = 𝒄) 𝐵 =

𝑍𝑜𝑢𝑡 25Ω = = 4.04𝑚Ω 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1 + (200.000)(0.0031)

56𝑘Ω = 0.053 1.056𝑘Ω

𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = (1 + 𝐴0𝑙 )𝑍𝑖𝑛 = [1 + (50.000)(0.053)] 2𝑀Ω = 5.30𝐺Ω 𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) =

𝑍𝑜𝑢𝑡 50Ω = = 19.0𝑚Ω (50.000)(0.053) 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1+

21. Repita el problema 19 con cada uno de los circuitos de la figura 12-70.

𝒂)𝑍𝑖𝑛(𝐼) ≅ 𝑅𝑖 = 10𝑘Ω 𝐵=

𝑅𝑖 10𝑘Ω = = 0.0625 𝑅𝑖 + 𝑅𝑓 160𝑘Ω

𝑍𝑜𝑢𝑡(𝐼) =

𝑍𝑜𝑢𝑡 40Ω = = 5.12𝑚Ω 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1 + (125.000)(0.0625)

𝒃)𝑍𝑖𝑛(𝐼) ≅ 𝑅𝑖 = 100𝑘Ω 𝐵=

𝑅𝑖 100𝑘Ω = = 0.090 𝑅𝑖 + 𝑅𝑓 1.1𝑀Ω

𝑍𝑜𝑢𝑡(𝐼) =

𝑍𝑜𝑢𝑡 Ω = = 7.41 𝑚Ω 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1 + (75.000)(0.90)

𝒄)𝑍𝑖𝑛(𝐼) ≅ 𝑅𝑖 = 470Ω 𝐵=

𝑅𝑖 470Ω = = 0.045 𝑅𝑖 + 𝑅𝑓 10.470Ω

𝑍𝑜𝑢𝑡(𝐼) =

𝑍𝑜𝑢𝑡 70Ω = = 6.22 𝑚Ω 1 + 𝐴0𝑙 𝐵 1 + (250.000)(0.45)

23. Determine el valor del resistor de compensación para cada configuración de amplificador de la figura 12-68 e indique la colocación del resistor.

𝒂)𝑅𝑐 = 𝑅𝑖 ∥ 𝑅𝑓 = 2.7 ∥ 560𝑘Ω = 2.69𝑘Ω 𝒃)𝑅𝑐 = 𝑅𝑖 ∥ 𝑅𝑓 = 1.5 ∥ 47𝑘Ω = 1.45𝑘Ω 𝒄)𝑅𝑐 = 𝑅𝑖 ∥ 𝑅𝑓 = 56 ∥ 1.0𝑀Ω = 53𝑘Ω 25. ¿Cuál es el desequilibrio de voltaje de entrada de un amplificador operacional si se mide un voltaje de salida de cd de 35 mV cuanto el voltaje de entrada es cero? Se especifica que la ganancia en lazo abierto es de 200,000. 𝑉𝑂𝑈𝑇(𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟) = (1 + 𝐴0𝑙 )𝑉𝐼𝑂 𝑉𝑂𝑈𝑇(𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟) 35𝑚𝑉 𝑉𝐼𝑂 = = = 175𝑛𝑉 𝐴0𝑙 200.00 27. La frecuencia crítica superior de la respuesta en lazo abierto de un amplificador operacional es de 200 Hz. Si la ganancia en frecuencias medias es de 175,000, ¿cuál es la ganancia ideal a 200 Hz? ¿Cuál es la ganancia real? ¿Cuál es el ancho de banda en lazo abierto del amplificador operacional? La ganancia es idealmente 175.000 a 200 Hz. La ganancia de dB de rango medio es 20log (175.00)= 105 dB La ganancia real a 200 Hz es

𝐴𝑣 (𝑑𝐵) = 105𝑑𝐵 − 3𝑑𝐵 = 102𝑑𝐵 102 𝐴𝑣 = 𝑙𝑜𝑔−1 ( ) = 125.892 20 𝐵𝑊𝑜𝑙 = 200𝐻𝑧 29. Determine la atenuación de un circuito RC de atraso con fc _ 12 kHz a cada una de las siguientes frecuencias? (a) 1 kHz (b) 5 kHz (c) 12 kHz (d) 20 kHz (e) 100 kHz

𝒂)

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛

1

= 2

√1 + ( 𝑓 ) 𝑓𝑐

1 2 √1 + ( 1𝑘𝐻𝑧 ) 12𝑘𝐻𝑧

= 𝟎. 𝟗𝟗𝟕

𝒃)

𝒄)

𝒅)

𝒆)

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛

1

1

=

√1 + ( 𝑓 ) 𝑓𝑐 1

=

2

√1 + ( 𝑓 ) 𝑓𝑐 1

= 2

√1 + ( 𝑓 ) 𝑓𝑐 1

= 2

√1 + ( 𝑓 ) 𝑓𝑐

2

= 𝟎. 𝟗𝟐𝟑

√1 + ( 5𝑘𝐻𝑧 ) 12𝑘𝐻𝑧

2

1 2 √1 + (12𝑘𝐻𝑧) 12𝑘𝐻𝑧

1 2 √1 + (20𝑘𝐻𝑧) 12𝑘𝐻𝑧

1 2 √1 + (100𝑘𝐻𝑧) 12𝑘𝐻𝑧

= 𝟎. 𝟕𝟎𝟕

= 𝟎. 𝟓𝟏𝟓

= 𝟎. 𝟏𝟏𝟗

31. Determine el desfasamiento en cada uno de los circuitos de la figura 12-71 a una frecuencia de 2 kHz.

1 1 𝑓 2𝑘𝐻𝑧 = = 1.59 − 𝑘𝐻𝑧; 𝜃 − tan−1 ( ) = tan−1 ( ) = −51.5° 2𝜋𝑅𝐶 2Ω(10𝑘Ω)(0.01µ𝐹) 𝑓𝑐 1.59𝑘𝐻𝑧 1 1 𝑓 2𝑘𝐻𝑧 𝒃)𝑓𝑐 = = = 15.9 − 𝑘𝐻𝑧; 𝜃 − tan−1 ( ) = tan−1 ( ) = −7.19° 2𝜋𝑅𝐶 2Ω(1.0𝑘Ω)(0.01µ𝐹) 𝑓𝑐 15.9𝑘𝐻𝑧 1 1 𝑓 2𝑘𝐻𝑧 𝒄)𝑓𝑐 = = = 159 − 𝑘𝐻𝑧; 𝜃 − tan−1 ( ) = tan−1 ( ) = −85.5° 2𝜋𝑅𝐶 2Ω(100𝑘Ω)(0.01µ𝐹) 𝑓𝑐 159𝑘𝐻𝑧

𝒂) 𝑓𝑐 =

33. Cierto amplificador operacional tiene tres etapas de amplificador internas con ganancias en frecuencias medias de 30 dB, 40 dB y 20 dB. Cada etapa también tiene una frecuencia crítica asociada con ella como sigue: fc1 _ 600 Hz, fc2 _ 50 kHz y fc3 _ 200 kHz. 𝑎) 𝐴𝑜𝑙(𝑚𝑖𝑑) = 30𝑑𝐵 + 40𝑑𝐵 + 20𝑑𝐵 = 90𝑑𝐵 𝑓

10𝑘𝐻𝑧

𝑓𝑐

600𝐻𝑧

𝑏) 𝜃1 = − tan−1 ( ) = tan−1 ( 𝑓

10𝑘𝐻𝑧

𝑓𝑐 𝑓

50𝑘𝐻𝑧 10𝑘𝐻𝑧

𝜃2 = − tan−1 ( ) = tan−1 ( 𝜃3 = − tan−1 ( ) = tan−1 (

) = −86.6°

) = −11.3°

) = −2.86° 𝑓𝑐 200𝑘𝐻𝑧 𝜃𝑡𝑜𝑡 = −86.6° − 11.3° − 2.86° = −281°

35. Determine la ganancia en frecuencias medias en dB de cada uno de los amplificadores de la figura 12-72. ¿Son éstas ganancias en lazo abierto o en lazo cerrado?

𝑅𝑖

68𝑘Ω

= −30.9; 𝐴𝑐𝑙(𝐼) (𝑑𝐵) = 20 log(30.9) = 29.8 𝑑𝐵 2.2𝑘Ω 1 𝒃) 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) = − = − = −15.7; 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) (𝑑𝐵) = 20 log(15.7) = 23.9 𝑑𝐵 15𝑘Ω 𝐵 235𝑘Ω 𝒄) 𝐴𝑐𝑙(𝑉𝐹) = 1 = 𝐴𝑐𝑙(𝑉𝐹) (𝑑𝐵) = 20 log(1) = 0 𝑑𝐵

𝒂) 𝐴𝑐𝑙(𝐼) = − ( ) = − 𝑓𝑖 1

Estos son todos los beneficios de lazo cerrado.

37. Dado que fc(ol) _ 750 Hz, Aol _ 89 dB y fc(cl) _ 5.5 kHz, determine la ganancia en lazo cerrado en decibeles. 𝐴𝑜𝑙 (𝑑𝐵) = (89𝑑𝐵) 𝐴𝑜𝑙 = 28.184 𝐴𝑐𝑙 𝑓𝑐(𝑐𝑙) = 𝐴𝑜𝑙 𝑓𝑐(𝑜𝑙) 𝐴𝑐𝑙 =

(28.184)(750𝐻𝑧) 𝐴𝑜𝑙 𝑓𝑐(𝑜𝑙) = = 3843 𝑓𝑐(𝑐𝑙) 5.5𝐻𝑧

𝐴𝑐𝑙 (𝑑𝐵) = 20 log(3843) = 71.1 𝑑𝐵 39. Para cada uno de los amplificadores de la figura 12-73, determine la ganancia y el ancho de banda en lazo cerrado. Los amplificadores operacionales en cada circuito presentan una ganancia en lazo abierto de 125 dB y un ancho de banda a ganancia unitaria de 2.8 MHz.

𝑎) 𝐴𝑐𝑙(𝑉𝐹) = 1 𝐵𝑊 = 𝑓𝑐(𝑐𝑙) =

𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝐵𝑊 𝐴𝑐𝑙

=

28𝑀𝐻𝑧 =2.8MHz 1

𝑏) 𝐴𝑐𝑙(𝐼) = 1 + − 𝐵𝑊 =

12𝑘Ω = 13 1.0𝑘Ω

2.8𝑀𝐻𝑧 = 61.6𝑘𝐻𝑧 45.5

𝑘Ω 𝑐) 𝐴𝑐𝑙(𝑁𝐼) = − = −45.5 𝑘Ω 2.8𝑀𝐻𝑧 𝐵𝑊 = = 215𝑘𝐻𝑧 13 1𝑀Ω 𝑑) 𝐴𝑐𝑙(𝐼) = − = −179 5.6𝑘Ω 2.8𝑀𝐻𝑧 𝐵𝑊 = = 15.7𝑘𝐻𝑧 179 41. Determine la falla o fallas más probables para cada uno de los síntomas que aparecen en la figura 12-75 con una señal de 100 mV aplicada.

(a) Ninguna señal de salida; Op-amp defectuoso o abierto 𝑅1 (b) Salida severamente recortada tanto en las excursiones positivas como en las negativas; 𝑅2 Abierto, forzando el funcionamiento de lazo abierto

43. En la tarjeta de circuito de la figura 12-76, ¿qué pasa si el cursor del potenciómetro de 100 kA se rompe?

La ganancia se convierte en un 100 fijo sin afectar la medida que se ajusta al potenciómetro.

45. ¿Qué indicación observaría si un resistor de 100 kA se instala incorrectamente en lugar de R2 en la figura 12-47?

Si se utiliza un 2.2 MΩ resistor para 𝑅3 , la ganancia del amplificador operacional será diez veces demasiado alta, probablemente causando una forma de onda de salida cortada

47. Consulte la hoja de datos 741 parcial (LM741) mostrada en la figura 12-77. Determine la resistencia de entrada (impedancia) de un amplificador no inversor el cual utiliza un amplificador operacional 741 con Rf _ 47 kA y Rf _ 470 A. Use valores típicos.

𝐵=

470Ω 47𝑘Ω + 470Ω

𝐴𝑜𝑙 = 200.000 (𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜) 𝑍𝑖𝑛 = 2.0𝑀Ω (𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜) 𝑍𝑜𝑢𝑡 = 25 Ω (𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜) 𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = (1 + 0.0099)(200.000)(2𝑀Ω) = (1 + 1980)2𝑀 = 3.96𝐺Ω 49. Consulte la figura 12-77 y determine la ganancia de voltaje en lazo abierto mínima de un LM471 expresada como un cociente de volts de salida entre volts de entrada.

𝐴𝑜𝑙 =

50𝑉 50𝑉 50.000𝑉 = = = 50.000 𝑚𝑉 1𝑚𝑉 1𝑉

51. Diseñe un amplificador no inversor con una ganancia de voltaje en lazo cerrado apropiada de 150 y una impedancia de entrada mínima de 100 MA con un amplificador operacional 741. Incluya compensación del efecto de la corriente de polarización.

𝐴𝑣 = 1 + 𝐵=

150𝑘Ω 1.0𝑘Ω

= 151

1.0𝑘Ω = 6.62 ∗ 10−3 151𝑘Ω

𝑍𝑖𝑛(𝑁𝐼) = (1 + (6.62 ∗ 10−3 )(50.000))300𝑘Ω = 99.6𝑀Ω

La resistencia de compensación es: 𝑅𝑐 = 𝑅𝑖 ∥ 𝑅𝑓 = 150𝑘Ω ∥ 1.0𝑘Ω = 993𝑘Ω 53. Diseñe un amplificador no inversor con una frecuencia crítica superior, fcu de 10 kHz utilizando o un amplificador operacional 741. Los voltajes de fuente de cd son de _15 V. Consulte la figura 12-78. Incluya compensación del efecto de la corriente de polarización.

𝐴𝑣 = 1 +

33𝑘Ω 333𝑘Ω

= 100.1 = 100

La resistencia de compensación es: 𝑅𝑐 = −33𝑘Ω ∥ 333𝑘Ω = 330Ω

55. Diseñe un amplificador inversor con un amplificador operacional 741 si se requiere una ganancia de voltaje de 50 y un ancho de banda de 20 kHz en frecuencias medias. Incluya compensación por el efecto de la corriente de polarización. 100𝑘Ω = −50 2𝑘 La resistencia de compensación es: 𝐴𝑣 = −

𝑅𝑐 = 𝑅𝑖 ∥ 𝑅𝑓 = 100𝑘Ω ∥ 2𝑘Ω = 1.96𝑘 Ω ≅ 2𝑘