Imperfecciones de dc opam

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APLICACIONES DEL OP.AMP

1. DESARROLLO DE PRÁCTICA
1.1 VOLTAJE DE OFFSET
Para la realización de este primer inciso la secuencia de ejecución fue la siguiente:
* Se implementó el circuito de la figura 1.

Figura 1. Medición del voltaje de Offset.
La figura 1 representa un circuito inversor, puesto que la señal de entrada Vin es vista por la terminalinversora 2.
Los valores elegidos para esta práctica son:
* R1= R2= 2R2K Ω
* R3=11KΩ
Donde R1, es la resistencia conectada a la patilla inversora del Op.Amp, R2 la resistencia de realimentación Rf, es decir la resistencia que une la terminal de entrada inversora y la terminal de salida (6). Mientras que la R3 es la resistencia de compensación, necesaria para tratar de eliminar el voltajede desnivel u Offset.
Por otro lado el diseño del circuito exige una referencia de voltaje de polarización (Vcc) negativa, para una entrada positiva, por lo que se alimenta el circuito con una fuente dual de ±15 V.
* Conectar la entrada Vin a tierra y medir la tensión de salida Vout.

Figura 2. Voltaje de desviación para una entrada de cero V.
Sería lógico pensar que el voltaje de salidaVout es cero V cuando la entrada está conectada a tierra como lo sugiere la figura 2, de hecho idealmente lo es, sin embargo en la práctica pueden existir desviaciones de este voltaje a las que se denominan tensiones de Offset.
Se sabe además que cuando existe un Vout diferente de 0 V, este voltaje de desviación puede ser modelado como una fuente DC vista en la entrada no inversora, pero laganancia de este circuito para la configuración no inversora está dada por la siguiente expresión:
AV=1+R2R1
AV=1+22kΩ22kΩ =2
Al medir el voltaje Vout , se comprueba que este difiere de cero en alguna mili Volts. Así:
Vout=-3,2 mV; con respecto a Voffset.
Como la ganancia del circuito es 2 se puede calcular el VinOff=-1,6 mV. El valor de la hoja de datos para la tensión de entrada debidaal Offset es: VoutOfT=Max 6mv
Por otra parte el valor teórico es la relación resistiva propia de un amplificador no inversor, por lo que:
VoutOff=VinOff (1+22kΩ22kΩ )
Es decir VoutOff=-1,6mV*2=3,2mV
La hoja de datos del LM741, muestra un voltaje de offset máximo de 6mV.
Así el error absoluto sería:
Ea=|Vmedido|-|Vteorico|
Ea=|3.2mV-6mv|= 2.8 Aunque este valor solo expresa la diferenciaentre el valor de Voffset máximo de la hoja de datos del LM741, y el Voffset medido, así que en teoría no sería considerado como un error.
2. MEDICIÓN DEL VOLTAJE DE OFFSET
Para eliminar los efectos del voltaje offset (es decir eliminar ese voltaje de desviación para obtener la ganancia medida lo más cerca posible a la ganancia deseada.
Para la eliminación de este voltaje indeseado, se adecuó unaresistencia variable en la patilla Offset Null (que como su nombre lo indica es, la patilla por medio de la cual se puede anular el voltaje Offset), de 50k Ω. En la Figura 3

Figura 3. Eliminación de la tensión de Offset.
Experimentalmente se logró un voltaje de salida debido al Offset igual a cero para:
P=12,3 K Ω.
¿Qué margen de tensión offset de salida se puede obtener ajustando elpotenciómetro por encima de su margen total?
Al llevar el potenciómetro a su nivel máximo se obtiene que todo –Vcc, recae sobre su resistencia (la del potenciómetro).
3. CIRCUITO SEGUIDOR CON OP-AMPS
La figura muestra una configuración de seguidor de voltaje con Op.Amp, es decir un circuito de ganancia unitaria (1) ó lo que es lo mismo, la entrada debe ser la misma salida.
Al hacer la medición de laseñal de entrada y compararla con la señal de salida, se obtuvo que:
* A frecuencias < a 30 KHz, la señal se distorsiona, es decir su funcionamiento se ve afectado por acción de la frecuencia. Lo anterior sugiere que la máxima frecuencia de entrada que produce una sin distorsión en 30 KHz, esto comprueba una de las características del Op.Amp, su restricción en altas frecuencias (en el...
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