amplificacion

Amplificación:

Las señales eléctricas provenientes de los transductores que las
producen suelen ser débiles y , por lo tanto , insuficientes para ser
aplicadas directamente a los elementos de salida de cualquier
sistema electrónico. Pensemos en la señal generada por un
micrófono, el valor de tensión (amplitud) de la señal es en este caso
del orden de los 6 milivoltios (0.006 voltios) estapequeña señal
aplicada a un parlante no produce ningún efecto sonoro. Por este
motivo se hace necesario colocar entre el transductor y el parlante
una o varias etapas que amplíen la señal sin desformarla. El
dispositivo que realiza esta función recibe el nombre de
amplificador.
Amplificar consiste en multiplicar la señal de entrada por un número
mayor que la unidad. Además de aumentar laseñal aplicada, el
amplificador también tiene como misión realizar esta operación con
la menor distorsión o deformación posible. En este sentido es
posible hablar de un nuevo concepto denominado Ganancia que es
la relación entre el valor de la magnitud obtenida a la salida y el de
la entrada.
En nuestro curso haremos referencia a la ganacia de tensión como
la relación entre la amplitud (envoltios) de la señal de entrada al
amplificador y la amplitud de la señal a la salida del mismo.
Vout
= Gv
Vin

El Amplificador Operacional:

Es un dispositivo integrado en una sola pastilla (Chip) cuya
característica fundamental es su elevada ganancia de tensión.
Este dispositivo en combinación con otros elementos externos se
utiliza en aplicaciones tales como: amplificación, filtrosactivos,
generadores de señal, comparadores, etc.

La simbología del amplificador operacional se explica en la
siguiente figura:

VI
-

Vo

VN
+
Donde:
Vo : Terminal de salida del dispositivo
VI: Entrada inversora
VN: Entrada no inversora

Definimos al amplificador operacional con la siguiente característica:
Vo = A ( VN – VI)

En donde :
A : Ganancia de tensión a lazo abiertoVN : Amplitud de la señal conectada a la pata no inversora
VI : Amplitud de la señal conectada a la pata Inversora.
De esta forma podemos observar que se trata de un dispositivo que
amplifica diferencias.
Si consideramos además al dispositivo como ideal, el mismo tendrá
las siguientes características:
• Ganancia de tensión a lazo abierto infinita.
• Resistencia de entrada (consideradaentre las patas inversora
y no inversora) infinita.
• Resistencia de salida cero.

Las características de un amplificador real (valores típicos) son
las siguientes:
Ganancia de tensión a lazo abierto : 100000 veces.
Resistencia de entrada : 1 MΩ.
Resistencia de salida : 100Ω.
En todos los cálculos y aplicaciones que realicemos utilizaremos
las características ideales del amplificadoroperacional.

Aplicaciones del AO como circuito a lazo abierto:

En todas las aplicaciones a lazo abierto la ganancia de
tensión que en el caso ideal es infinita hace que la señal de
salida sature a los valores de la alimentación del integrado
(+- Vcc).

Circuito comparador:
Utilizando esta característica vamos a explicar el funcionamiento del
comparador .

En el gráfico podemos observarque al conectar en la pata inversora
una señal senoidal , a la salida obtenemos una señal cuadrada y
además con la fase invertida con relación a la señal senoidal.

De acuerdo a la expresión: Vo = A ( VN – VI) , nos quedaría
Vo = A ( 0 Volt –3 volt) = - 0.2 Volt (valor de saturación negativo)
Podemos ver que si ingresamos la señal de entrada por la pata no
inversora la señal cuadrada que seobtiene a la salida conserva la
misma fase que la señal de entrada como podemos ver en la
siguiente figura:

En cualquiera de los dos casos estamos realizando una conversión
analógico – digital de la señal de entrada al amplificador.

Amplificador Inversor:

Explicaremos el funcionamiento de esta aplicación a partir del
circuito de la figura:

Llamaremos Rf = 100 KΩ y R1 = 10 KΩ....