Aplicaciones Lineales Del Amplificador Operacional

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Aplicaciones Lineales del Amplificador Operacional
Mauricio Galarza-Lozano, Diego Andrés Solarte, Fernando Jurado Curso: Laboratorio de Circuitos Electrónicos II, Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad del Valle, Cali-Colombia, 2009 Email: {mauricio005, andrux15, fernandoj_27}@hotmail.com

Resumen— En el siguienteinforme se utiliza el amplificador operacional en una aplicación lineal particular que es muy útil en el procesamiento de señales. Diseñando e implementando un circuito que transformara una señal de voltaje a una señal de corriente y del mismo modo el circuito contrario. Palabras claves— Seguidor de tensión, amplificador inversor, amplificador restador, amplificador paralelo de voltaje,amplificador serie de corriente.
Fig. 1 Amplificador con realimentación negativa serie de corriente. I.

INTRODUCCION

L

a salida de un circuito lineal con amplificador operacional tiene la misma forma que la señal de entrada. Si la entrada es sinusoidal, la salida es sinusoidal. En ningún instante de ciclo del amplificador operacional entra en saturación. Entre las aplicaciones lineales de losamplificadores operacionales encontramos sumadores, restadores, seguidores de voltaje, conversores de voltaje a corriente, conversores de corriente a voltaje etc. Para cada una de estas aplicaciones existen ciertas configuraciones básicas de los circuitos. II. PROCEDIMIENTO A. Circuito que convierte una señal de voltaje de 0 a 5V una señal de corriente de 4 a 20mA El amplificador con realimentaciónnegativa serie de corriente es la base del conversor V-I el cual se muestra en la Fig. 1, el cual toma un voltaje de entrada y lo transforma a una corriente proporcional de salida.

Con base en ello el diseño se baso también en tener una fuente de corriente constante y fuente de corriente dependiente de voltaje de 0 a 5V así cuando halla 0V en la fuente dependiente, la fuente de corrienteconstante suministrara 4mA a la carga y cuando el voltaje de la fuente dependiente sea 5V la corriente en la carga será la suma de las fuente dependiente y la fuente de corriente constante y en la carga la corriente será 20mA.

Fig. 2 Modelo de conversor voltaje a corriente.

De acuerdo con lo planteado se diseño el circuito de la Fig. 3. La descripción del circuito es la siguiente el Amp. Op. X1 tomael voltaje del divisor de las resistencias y y a través del Amp. Op. y el transistor Q1 lo convierte en una corriente que viene dada por la siguiente ecuación:

Que la resistencia variara para que ese voltaje este entre el rango de 0 a 5V. Así esta parte del circuito será la fuente de corriente dependiente de voltaje.

2 > Aplicaciones Lineales del Amplificador Operacional < Del mismo modopara el Amp. Op. X2 funcionara como fuente de corriente independiente tomando un voltaje constante y fijando así una corriente de 4mA. Así pues la ecuación que denota esto es:

Fig. 4 Amplificador con realimentación negativa paralelo de voltaje.

Entonces de esta manera tomando la corriente del transistor Q3 y aplicándola a la topología de la Fig. 4 se tiene que el voltaje de salida es de lasiguiente manera.
Fig. 3 Circuito esquemático del Conversor V-I.

Ya que la resistencia de carga debe ser independiente, para eso esta al Amp. Op. X3 que toma el voltaje del nodo y lo convierte en la corriente de 4 a 20mA independiente del cual se la resistencia de carga. La corriente de colector por el transistor Q3 viene dada por:

Así pues se desea que sea 5V cuando sea 20mA entoncesdespejando de la ecuación 6 se tiene que es . Ya teniendo el voltaje que estará en el rango de -1V y -5V, y se desea que este entre 0 y 5V se hace uso de la topología de Amp Op. del restador mostrado en la Fig. 5, de esta manera

El rango de la resistencia de carga viene restringida de que el transistor Q3 no entre en saturación o sea que:

Así el

a partir de la ecuación 4 esta dado por:
Fig. 5...