Amplificador diferencial

Curso de Sensores 2011/II


Aplicaciones del Amplificador Operacional en el acondicionamiento de señal (II)


PRACTICA #2

Diego Alfonso Rojas












Este documento tiene como finalidad dar a conocer el análisis básico que se debe tener en cuenta a la hora de realizar un diseño de un circuito de acondicionamiento con amplificadores operacionales, para poder operar unaseñal de la manera más adecuada y necesaria para un fin especifico, en este caso particular se busca amplificar la diferencia de las señales que son producidas mediante el uso de un puente Wheatstone.


This document aims to present the basic analysis should take into account when making a design of a conditioning circuit with operational amplifiers, a signal to operate in the most appropriateand necessary for a specific purpose, in this particular case seeks to amplify the difference signals are produced by using a Wheatstone bridge.






Introducción


Los amplificadores operacionales están constituidos por muy diversas y complejas configuraciones que dependen de sus prestaciones y de la habilidad del diseñador a la hora de combinarlas. Tradicionalmente, un OA estáformado por cuatro bloques bien diferenciados conectados en cascada: amplificador diferencial de entrada, etapa amplificadora, adaptador y desplazamiento de nivel y etapa de salida.





Imagen 1. Bloques funcionales de un Amplificador Operacional






















Imagen 2.Circuito Esquemático Amplificador Operacional




1. Marco Teórico

1.Características Amplificador Operacional Ideal.



1) Resistencia de entrada ∞.



2) Resistencia de salida 0.



3) Ganancia en tensión en modo diferencial ∞.



4) Ganancia en tensión en modo común 0 (CMRR=∞).



5) Corrientes de entrada nulas (Ip=In=0).



6) Ancho de banda ∞.



7) Ausencia de desviación en las características con latemperatura.












2. Configuraciones del Amplificador Operacional

1. AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

• En la salida se obtiene una señal fase con la de la entrada.

• Su señal de salida es proporcional a la diferencia de las señales de entrada.

























Imagen 3.Diagrama Amplificador Diferencial





Para poder obtenerla salida del circuito podemos aplicar el Teorema de Superposición, en el cual podemos apagar una de las fuentes y hallamos su señal de salida correspondiente, al final la señal de salida para todo el circuito será igual a la suma de las señales independientes.


Apagando V2, tenemos un amplificador inversor cuya ganancia será:


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A continuación apagamos V1 y realizamos elanálisis correspondiente:


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Aplicando el Teorema de Superposición, y haciendo R3=R1 y R4=R2.


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En caso de no tener esta relación la salida del amplificador viene dada por:


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2. AMPLIFICADOR INSTRUMENTACION


























Imagen 4.Diagrama Amplificador de InstrumentaciónLos amplificadores de instrumentación cuentan con las siguientes características:


• Son amplificadores diferenciales con una ganancia diferencial precisa y estable, generalmente en el rango de 1 a 1000.


• Su ganancia diferencial se controlada mediante un único elemento analógicos.


• Su ganancia en modo común debe ser muy baja respecto de la ganancia diferencial.• Una impedancia muy alta para que su ganancia no se vea afectada por la impedancia de la fuente de entrada.


• Una impedancia de salida muy baja para que su ganancia no se vea afectada por la carga que se conecta a su salida.


• Un factor de ruido muy próximo a la unidad.






Observando el diagrama anterior podemos deducir:


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• [pic]...