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pELECTRONICA III

UNIDAD 5
APLICACIONES DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

5.1 INTRODUCCION

El amplificador operacional se constituye como el bloque constitutivo fundamental de la electrónica. Los circuitos constituidos por ellos, llevan a cabo una gran diversidad de funciones que tienen que ver con el procesado de señales, entre ellas: amplificación, acoplamiento, rectificación, filtrado deseñales, detección de umbral y conmutación digital.
En general, los amplificadores operacionales son dispositivos que se acercan a lo que sería un amplificador ideal y en este sentido son un elemento muy poderoso fundamentalmente en el mundo de la electrónica lineal y como interfaz entre ésta y los sistemas digitales, haciendo de ellos, dispositivos muy versátiles. Asimismo, los múltiples tiposde amplificadores existentes van desde los que son diseñados para propósitos generales orientados a aplicaciones no muy complejas, hasta los muy rápidos y precisos con respecto a desviaciones, pasando por los de muy alta resistencia de entrada y rapidez de respuesta, los de bajo consumo de potencia y altos niveles de polarización y corriente de salida, los separadores y alimentadores de líneasdiferenciales, los programables, los amplificadores Norton, los comparadores, los convertidores de voltaje a frecuencia, etc.
Por lo que se refiere a puesta en funcionamiento, ésta no representa grandes inconvenientes y depende exclusivamente del ingenio del diseñador, a excepción de la laboriosa tarea que representa anular el offset; por otro lado, tal vez el único límite es la respuesta enfrecuencia por ser ésta la característica que no se acerca a ideal. En cuanto a las aplicaciones en el dominio de la frecuencia, van desde cd hasta intervalos de algunos mega Hertz. Debido a esto, prácticamente han reemplazado a los transistores (excepto en aplicaciones de potencia y de tiempos de respuesta muy pequeños) y adicionalmente gracias a sus altas especificaciones y bajo costo han dado lugar anovedosos y muy sofisticados circuitos, es decir, han hecho posible adoptar nuevas soluciones a muchos problemas de diseño electrónico. En este sentido, las soluciones consisten en la selección de un amplificador apropiado y la conexión a éste de pocos elementos o componentes discretos, configurando así un sistema o subsistema completo. En muchos casos, el uso de algún amplificador resulta máseconómico que el diseño con elementos discretos, y frecuentemente libera al diseñador de la tediosa y extensa tarea de cálculo.
Actualmente, las áreas en donde se usan amplificadores operacionales son muchas y entre otras se cuentan las siguientes: instrumentación, sistemas de control, alta frecuencia, interfaces, convertidores A/D y D/A, amplificación y procesamiento de señales, electrónica depotencia e industrial, telecomunicaciones, bioelectrónica, etc.
En este contexto, el objetivo de este tratado es exponer en forma clara y amplia lo que es un amplificador operacional. Con este fin, se presentan métodos y técnicas de análisis simples, aplicados a circuitos básicos, que pueden ser usados en cualquier configuración por más compleja que ésta sea.
Los circuitos con amplificadoresoperacionales más importantes han sido clasificados en función de la operación matemática que realizan con las señales de entrada. De acuerdo a la forma de tratamiento de la señal de entrada, han sido clasificados en:
* Circuitos lineales
* Circuitos no lineales
Se dice que un circuito es lineal, si la señal de salida es igual a la señal de entrada multiplicada por un escalar, o dicho de otraforma, si la señal de salida es directamente proporcional a la señal de entrada. Entre los circuitos con amplificadores operacionales, los siguientes se clasifican como lineales:
* Inversor.
* No inversor.
* Diferencial o restador.
* Sumador.
* De instrumentación.

Y entre los no lineales se encuentran:

* Logarítmico.
* Exponencial.
* Multiplicador.
*...