Amplificador operacional practica12

Prácticas Circuitos Electrónicos. 2ºT

http://www.dinel.us.es/ASIGN/CE_2T

PRÁCTICA 12. AMPLIFICADOR OPERACIONAL II
1. Objetivo
El objetivo de esta práctica es el estudio del funcionamiento del amplificador operacional (op-amp), en particular de tres de sus montajes típicos que son como amplificador inversor, integrador y sumador.

2. Material necesario
La práctica se realizará en loslaboratorios L2 de la Escuela Superior de Ingenieros.

3. Conocimientos previos
El alumno debe conocer el funcionamiento básico del amplificador operacional. Además, debe haber realizado las simulaciones planteadas en la práctica 11 con el objeto de contrastar los resultados de simulación con los obtenidos experimentalmente.

4. Introducción
El op-amp (Figura 1) es un dispositivo que funcionaen modo diferencial. En funcionamiento lineal la tensión de salida es igual a la diferencia de las tensiones de entrada multiplicada por la ganancia, verificando: Vout=Ad·(V+-V-)=Ad·Vd

Figura 1: amplificador operacional El amplificador operacional de propósito general se comercializa como circuito integrado con diferentes encapsulados. Antes de emplear este componente en un diseño electrónicocomo el de la placa de circuito impreso (PCB) de esta práctica, conviene conocer sus características fundamentales, desde la “huella” que emplearemos en el diseño CAD de la PCB, hasta los valores máximos de algunos parámetros fundamentales como la tensión de polarización. Esta información se encuentra en el datasheet del componente (ver referencias bibliográficas de la práctica 11). 1

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Figura 2: Fotografía de la PCB y potenciómetro. En la figura 2 vemos una fotografía de la PCB que emplearemos en el laboratorio y un potenciómetro como el que monta dicha PCB y que utilizaremos para conseguir resistencias variables. La PCB es una placa a 1 cara fabricada manualmente en los laboratorios de la Escuela. Los pinesde alimentación del op-amp se denominan “Vcc+” y “Vcc-“ y están situados a la izquierda. También a la izquierda se encuentran los pines de entrada de señal “Vi” y tierra “GND”. A la derecha se encuentra el pin de salida “Vo” del op-amp. También vemos un pin denominado “Tva” que emplearemos en el montaje sumador. Junto al condensador de 100n (componente azul) tenemos un jumper (ver símbolo JP1 enfigura 3) que nos permitirá seleccionar entre el montaje integrador y el inversor/sumador. El op-amp es el chip que se encuentra en el centro a la derecha. Está montado sobre un zócalo que permite extraerlo y cambiarlo por otro op-amp que sea compatible pin a pin. En el centro de la foto a la izquierda, vemos un potenciómetro de 10kOhm (se puede ver en detalle en la imagen de la derecha, Figura 2).En esta práctica, el potenciómetro se usa en configuración de reóstato, cortocircuitando el terminal deslizante con uno de los extremos. De este modo podemos tener una resistencia variable entre 0 y 10 kOhm. La PCB permite que polaricemos el op-amp sin emplear tensiones negativas, entre 0V y 10V por ejemplo. Para ello habrá que aplicar 10V al pin “Vcc+”, 0V en “Vcc-“ y 5V en el pin denominado“GND”. Habrá que tener en cuenta que, tal y como se vio en la práctica 11, la tensión de entrada “Vin” debe tener un offset de 5V.

5. Realización de la práctica
El circuito a probar en el laboratorio se encuentra implementado en una placa de circuito impreso tal y como se muestra en la Figura 3.

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Figura 3: Circuitoimplementado en la placa 1. Montaje amplificador inversor El primer montaje a probar es el de amplificador inversor, que se muestra en la Figura 4, alimentado a ±10V. Para ello, colocar en la placa el jumper JP1 en la posición inferior. En el montaje amplificador inversor que nos ocupa, las ecuaciones del dispositivo son: IR2=(Vin-VA)/R1=(VA-Vout)/R2 Vout= - Ad·VA

Figura 4: Montaje...