El amplificador de instrumentación
Páginas: 5 (1177 palabras)
Publicado: 10 de marzo de 2012
Pre informe Practica 3: Amplificador de Instrumentación.
(Febrero 2012)
Emmanuel José Ariza 200715551
Resumen—Durante esta práctica se caracterizaron varios amplificadores operacionales de propósito general utilizando algunas técnicas y circuitos que permitían hacer esto. Asimismo se implementaron amplificadores de instrumentación utilizando amplificadores operacionales comunes, y secaracterizaron.
Palabras Clave—Amplificador, Corriente de Offset, Corriente de Polarización, Instrumentación, PCB.
INTRODUCCIÓN
E
n el área de la instrumentación electrónica los amplificadores resultan ser un elemento indispensable cuando se trata de analizar y procesar información obtenida del medio a través de sensores, pues en la mayoría de los casos las señales obtenidas tienen un nivel depotencia muy bajo. Lo que las hace muy susceptibles al ruido.
El amplificador ideal es aquel que tiene ganancia diferencial, resistencia de entrada y ancho de banda infinitos, a la vez que tiene una resistencia de salida, un voltaje de offset y una ganancia en modo común igual a cero. Algunas características que también se buscan son un rango de medida igual al rango de voltajes de alimentación(Lo que se conoce como amplificador rail-to-rail), capacidad de entrega de corriente infinita, slew rate infinito, etc.
Sin embargo, existen no idealidades en el sistema que no permiten que esto, a la vez que hay compromisos entre variables que obligan a escoger, por ejemplo, entre una alta ganancia diferencial y un elevado ancho de banda.
El amplificador diferencial busca resolver algunos deestos problemas usando realimentación, ganancia diferencial variable, etc.
Marco Teórico
Características del modelo real del amplificador operacional.
Tensión de offset
La tensión de offset de entrada se define como la tensión interna que existe entre los terminales inversor y no inversor cuando ambas están conectadas entre sí. Esto produce que el voltaje de salida sea diferente decero cuando ambas terminales están conectadas a tierra, Este voltaje diferencial es causado a la asimetría de los transistores que acoplan las señales de entrada, causada por pequeñas imperfecciones a nivel de fabricación.
Corrientes de entrada
Debido a estos mismos circuitos de entrada (que usualmente son seguidores de voltaje BJT), ocurre la absorción de corriente a la entrada, en lo quese conocen como corrientes de offset y de polarización, donde Ios=|IB1-IB2| e IB=|IB1-IB2| son justamente estas corrientes las q crean el cambio en el voltaje diferencial a la entrada.
Slew Rate
Es la tasa de cambió máxima a la que cambia el votlaje de salida en función del tiempo.
CMMR: (Common mode rejection ratio).
Es la razón entre la ganancia en modo diferencial y la gananciaen modo común. Sirve para comparar la cantidad de distorsión de la señal diferencial amplificada causada por la ganancia en modo común del circuito.
Zin Diff:
Es la impedancia vista por los terminales de entrada entre sí. Es causante de las corrientes de entrada y de parte del voltaje de offset.
Zout
Esta impedancia es la que ven los circuitos de salida que reciben la señalamplificada, y es la responsable de las limitaciones en corriente y en potencia máximas que puede entregar el circuito. Idealmente es cero, pues entre más pequeña sea, más potencia es capaz de entregar el circuito.
PSRR (Power supply rejection ratio).
Es la razón entre la variación del voltaje de alimentación y el voltaje de salida del circuito. Sirve para comprender qué tan bien rechaza el ruido dela alimentación (Bien sea el que proviene de la red eléctrica o el causado por la descarga de las baterías). Igual que con el CMRR se espera que sea infinito.
Característica de Voltaje Entrada-Salida:
Por lo general es entregada por una grafica y muestra la relación entre el voltaje de entrada y su resultado a la salida del amplificador.
Comparación de los valores teóricos y...
(Febrero 2012)
Emmanuel José Ariza 200715551
Resumen—Durante esta práctica se caracterizaron varios amplificadores operacionales de propósito general utilizando algunas técnicas y circuitos que permitían hacer esto. Asimismo se implementaron amplificadores de instrumentación utilizando amplificadores operacionales comunes, y secaracterizaron.
Palabras Clave—Amplificador, Corriente de Offset, Corriente de Polarización, Instrumentación, PCB.
INTRODUCCIÓN
E
n el área de la instrumentación electrónica los amplificadores resultan ser un elemento indispensable cuando se trata de analizar y procesar información obtenida del medio a través de sensores, pues en la mayoría de los casos las señales obtenidas tienen un nivel depotencia muy bajo. Lo que las hace muy susceptibles al ruido.
El amplificador ideal es aquel que tiene ganancia diferencial, resistencia de entrada y ancho de banda infinitos, a la vez que tiene una resistencia de salida, un voltaje de offset y una ganancia en modo común igual a cero. Algunas características que también se buscan son un rango de medida igual al rango de voltajes de alimentación(Lo que se conoce como amplificador rail-to-rail), capacidad de entrega de corriente infinita, slew rate infinito, etc.
Sin embargo, existen no idealidades en el sistema que no permiten que esto, a la vez que hay compromisos entre variables que obligan a escoger, por ejemplo, entre una alta ganancia diferencial y un elevado ancho de banda.
El amplificador diferencial busca resolver algunos deestos problemas usando realimentación, ganancia diferencial variable, etc.
Marco Teórico
Características del modelo real del amplificador operacional.
Tensión de offset
La tensión de offset de entrada se define como la tensión interna que existe entre los terminales inversor y no inversor cuando ambas están conectadas entre sí. Esto produce que el voltaje de salida sea diferente decero cuando ambas terminales están conectadas a tierra, Este voltaje diferencial es causado a la asimetría de los transistores que acoplan las señales de entrada, causada por pequeñas imperfecciones a nivel de fabricación.
Corrientes de entrada
Debido a estos mismos circuitos de entrada (que usualmente son seguidores de voltaje BJT), ocurre la absorción de corriente a la entrada, en lo quese conocen como corrientes de offset y de polarización, donde Ios=|IB1-IB2| e IB=|IB1-IB2| son justamente estas corrientes las q crean el cambio en el voltaje diferencial a la entrada.
Slew Rate
Es la tasa de cambió máxima a la que cambia el votlaje de salida en función del tiempo.
CMMR: (Common mode rejection ratio).
Es la razón entre la ganancia en modo diferencial y la gananciaen modo común. Sirve para comparar la cantidad de distorsión de la señal diferencial amplificada causada por la ganancia en modo común del circuito.
Zin Diff:
Es la impedancia vista por los terminales de entrada entre sí. Es causante de las corrientes de entrada y de parte del voltaje de offset.
Zout
Esta impedancia es la que ven los circuitos de salida que reciben la señalamplificada, y es la responsable de las limitaciones en corriente y en potencia máximas que puede entregar el circuito. Idealmente es cero, pues entre más pequeña sea, más potencia es capaz de entregar el circuito.
PSRR (Power supply rejection ratio).
Es la razón entre la variación del voltaje de alimentación y el voltaje de salida del circuito. Sirve para comprender qué tan bien rechaza el ruido dela alimentación (Bien sea el que proviene de la red eléctrica o el causado por la descarga de las baterías). Igual que con el CMRR se espera que sea infinito.
Característica de Voltaje Entrada-Salida:
Por lo general es entregada por una grafica y muestra la relación entre el voltaje de entrada y su resultado a la salida del amplificador.
Comparación de los valores teóricos y...
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