Varios

TEMA 7. FILTROS: PASIVOS Y ACTIVOS

7.1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES

Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O. u op-amp), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (A) (ganancia):
Vo = A·(V+ − V−)
Elsímbolo de un AO es el mostrado en la siguiente figura:
[pic]
Los terminales son:
• V+: entrada no inversora
• V-: entrada inversora
• VOUT: salida
• VS+: alimentación positiva
• VS-: alimentación negativa
Las terminales de alimentación pueden recibir diferentes nombres, por ejemplo VCC y VEE.
Normalmente los pines de alimentación son omitidos en los diagramas eléctricos porclaridad.
Teniendo en mente estas funciones de la entrada y salida, podemos definir ahora las propiedades del amplificador ideal. Son las siguientes:
1. La ganancia de tensión es infinita:
A = infinito
2. La resistencia de entrada es infinita:
[pic]
3. La resistencia de salida es cero:
Ro = 0

4. El ancho de banda es infinito:
[pic]
5. La tensión offset de entrada es cero:
V0 = 0 sí Vd= 0
Configuraciones básicas del amplificador operacional
Los amplificadores operacionales se pueden conectar según dos circuitos amplificadores básicos: las configuraciones (1) inversora y (2) no inversora. Casi todos los demás circuitos con amplificadores operacionales están basados, de alguna forma, en estas dos configuraciones básicas. Además, existen variaciones estrechamente relacionadasde estos dos circuitos, más otro circuito básico que es una combinación de los dos primeros: el amplificador diferencial.
El amplificador inversor
La figura ilustra la primera configuración básica del AO. El amplificador inversor. En este circuito, la entrada (+) está a masa, y la señal se aplica a la entrada (-) a través de R1, con realimentación desde la salida a través de R2.
[pic]Aplicando las propiedades anteriormente establecidas del AO ideal, las características distintivas de este circuito se pueden analizar como sigue.
Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollará su tensión de salida, Vo, con tensión de entrada nula. Ya que, la entrada diferencial de A es:
Vd = V+ - V-, => Vd = 0.- Y si Vd = 0,
Entonces toda la tensión de entrada Vi, deberáaparecer en R1, obteniendo una corriente en R1
[pic]
Vn está a un potencial cero, es un punto de tierra virtual
Toda la corriente I que circula por R1 pasará por R2, puesto que no se derivará ninguna corriente hacia la entrada del operacional (Impedancia infinita), así pues el producto de I por R2 será igual a - V0
[pic]
[pic]
Por lo que:
[pic]
luego la ganancia del amplificador inversor: ADeben observarse otras propiedades adicionales del amplificador inversor ideal. La ganancia se puede variar ajustando bien R1, o bien R2. Si R2 varía desde cero hasta infinito, la ganancia variará también desde cero hasta infinito, puesto que es directamente proporcional a R2. La impedancia de entrada es igual a R1, y Vi y R1 únicamente determinan la corriente I, por lo que la corriente quecircula por R2 es siempre I, para cualquier valor de dicha R2.

El amplificador no inversor
La segunda configuración básica del AO ideal es el amplificador no inversor, mostrado en la figura .
[pic]
En este circuito, la tensión V1 se aplica a la entrada (+), y una fracción de la señal de salida, Vo, se aplica a la entrada (-) a través del divisor de tensión R1 - R2. Puesto que, no fluye corrientede entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a Vi. 
Así pues
 [pic]
y como
[pic]
tendremos:
[pic]
Y si lo expresamos en términos de ganancia:
[pic]
A = 1 + R2/R1
es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal.
La impedancia de entrada es infinita, puesto que se trata de un amplificador ideal.

Seguidor de...