opamp41

Electrónica Analógica II

Parte 4

ALGUNAS APLICACIONES DEL OP-AMP
Punto de disparo

Comparadores
Un circuito comparador es aquel que analiza
una señal de voltaje en uno de los terminales de
entrada, con un voltaje de referencia en el otro
terminal de entrada. Desafortunadamente, el voltaje
de salida del OP-AMP no cambia con mucha
velocidad. También, sus cambios de salida están
entre los límitesfijados por los voltajes de
saturación, +Vsat y -Vsat, que en forma típica varían
alrededor de ±2V (3V). El circuito es mostrado en
la figura 17.

Señal de salida

Figure 18

Ambos problemas pueden ser resueltos por
el uso de retroalimentación positiva, así surge la
configuración conocida como "Schmitt trigger" o
disparador de Schmitt. Este circuito es mostrado en
la figura 19.

+VCC

7
3
ViSeñal de entrada

6
Vo

Vref
2

4

RL

vi

vo

Av
R1

-VEE

v1

Figure 17

R2

Si Vi es < Vref la salida va a -Vsat y si Vi es >
Vref la salida va a +Vsat.
(a)

Con el OP-AMP de propósitos generales se
puede hacer un circuito comparador, pero existen
circuitos integrados (IC) especiales comparadores,
que podemos citar algunos de ellos, por ejemplo:
LM306, LM311, LM393, NE529, etc.

+10V
+5V

R3
R1
10KEl OP-AMP de propósitos generales y el IC
comparador tienen dos desventajas. Para una
entrada que varía lentamente, la oscilación de salida
puede ser más lenta. Peor aún, si la entrada es
ruidosa, la salida puede hacer varias transiciones
mientras la entrada pasa através del punto de
disparo. Esto es ilustrado en la figura 18.

VR

3

7

R4

100K

1K

vi

6
vo

2
R2

4

LM311

10K
(b)

Figure 19Amplificadores Operacionales

17

Ing. C.R. Lindo Carrión

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Parte 4

Es un circuito regenerativo o más bien con
retroalimentación positiva, es decir la tensión de
entrada se aplica al terminal inversor y la tensión de
retroalimentación al terminal no-inversor.

umbral alto

(+5) V1
(+4.76) V2

umbral bajo

Este circuito es un comparador más
decisivo, con histéresis, queluego será definido.

entrada

(+5) +Vo
salida

El efecto de la resistencia de
retroalimentación R1 en el circuito de la figura 19(a)
y R3 de la figura 19(b), es para hacer que el circuito
tenga dos puntos de disparo o tensiones umbrales
(threshold), dependiendo del estado de la salida.
Vamos a analizar el circuito de la figura
19(a), para ello supondremos que vi es menor que
v1, de modo que vo =+Vo, entonces empleando
superposición,

v1 = V R

R1 +
R 2 = (40)
Vo
V1
R1 + R 2
R1 + R 2

Si ahora se aumenta vi, vo permanece
constante a +Vo, y v1=V1=cte hasta que vi=V1. A
esta tensión umbral, crítica o de disparo la salida
cambia regenerativamente a vo=-Vo y permanece en
este valor mientras vi>V1.
La tensión del terminal no-inversor para
vi>V1 será:

(0) -Vo

Figure 20
Así, una entrada deruido es menos probable
que produzca múltiples disparos como se puede
observar en la figura 20. La salida depende de
ambos voltajes de entrada y de su historia reciente,
este efecto es llamado histéresis, y su valor es
calculado como la diferencia entre las dos tensiones
de disparo. Para el caso del circuito de la figura 19,
VH = V1 - V2.
Esto puede ser ilustrado con un diagrama de
la salida versus laentrada, como se muestra en la
figura 21
vo

(5)

+Vo
V1

v1 = V R

R1 −
R2 =
Vo
V 2 (41)
R1 + R 2
R1 + R 2
vi

Si ahora se disminuye vi, la salida
permanecerá en -Vo hasta que vi se iguale a la
tensión vi=V2 y la salida retorna a +Vo casi
instantáneamente. Esto esta ilustrado en la figura
20.

V2
(0)

-Vo

Figure 21
La retroalimentación positiva asegura una
transición rápida a la salida sinhacer caso de la
velocidad de la forma de onda de la entrada (Un
pequeño capacitor "speedup" de 10 - 100 pF es
conectado frecuentemente através de la resistencia

Amplificadores Operacionales

18

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Parte 4
D

de retroalimentación para realzar la velocidad de
conmutación aún mas).
Si la señal de pico a pico fuese menor que
VH, el circuito de Schmitt...