Amplificador Operacional
Páginas: 33 (8247 palabras)
Publicado: 11 de mayo de 2013
4.1 Introducción
Muchos sensores y transductores producen salidas relativamente pequeñas, típicamente del orden de mili volts (mV) y micro volts (mV). Estas salidas deben ser amplificadas antes de que la señal analógica pueda ser convertida al código digital exacto. Si la señal de salida del transductor es del mismo orden de magnitud que el valor del LSB del convertidor, la conversión no esposible. Un amplificador puede incrementar el rango de la señal que será convertida para tomar ventaja del rango total de entrada del convertidor.
Los amplificadores son: circuitos que se utilizan a aumentar (amplificar) el valor de la señal de entrada generalmente muy pequeña y así obtener una señal a la salida con una amplitud mucho mayor a la señal original.
Algunas vecesla amplificación puede causar que la señal a la salida del amplificador salga distorsionada causada por una amplificación muy grande o por efectos propios del amplificador.
Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles de voltaje mayores a los que la fuente de alimentación le puede dar.
Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los amplificadoreselectrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los boosters usados en los frenos de potencia de los automóviles. En términos particulares, "amplificador", es un aparato al que se le conecta un dispositivo de sonido y aumenta la magnitud del volumen.
Un caso muy común de amplificadores el que usa transistoresbipolares, hay otros que utilizan amplificadores operacionales, tubos o válvulas electrónicas, FETs, etc.
Un amplificador puede ser usado para compensar las especificaciones del transductor. Por ejemplo, el amplificador puede ser diseñado para compensar la respuesta en frecuencia del transductor. Si se busca ampliar el ancho de banda de operación efectiva, es necesario diseñar el amplificador quepueda incrementar los componentes de alta frecuencia de la salida del transductor. También la salida del transductor puede ser linealizada usando un amplificador que compense la respuesta en amplitud para la respuesta del transductor.
Ganancia del amplificador.
La ganancia del amplificador está definida como la relación entre la cantidad de salida con respecto a la de entrada. La gananciapuede usar la potencia, la corriente, y voltaje como cantidades de interés. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de adquisición de datos usan las cantidades de corriente o voltaje, siendo el voltaje el más común. La Ilustración 2 muestra la configuración del amplificador básico en el cual varias ganancias son definidas. Como la ganancia puede depender hasta del valor de RL, cualquier valor deganancia puede ser acompañada por las condiciones de operación las cuales incluyen el valor de RL.
Ilustración . Configuración del Amplificador Básico
Las cuatro posibles funciones de ganancia son definidas por las siguientes ecuaciones:
Ganancia en Voltaje:
Av =
Para un amplificador ideal de voltaje, AIv es independiente de RL e ii = 0.
Ganancia en corriente:
Ai =
Para unamplificador ideal de voltaje, AIi es independiente de RL y vi.
Transimpedancia:
Avi =
Transadmitancia:
Aiv =
Las expresiones de ganancia usadas en aplicaciones particulares dependen del tipo de variable de entrada y de la variable de salida deseada. Si el transductor produce una salida de voltaje que debe ser conectada a un DAS que requiere entrada de voltaje, el amplificador que acoplaestas unidades será un amplificador de voltaje. Si el transductor genera una corriente que es proporcional a la medida, el amplificador de transimpedancia puede ser el adecuado.
Impedancias del amplificador.
Las impedancias de entrada y salida de un amplificador influyen en la ganancia global de una etapa debido a los efectos de carga. La Ilustración 3 muestra una configuración general...
Muchos sensores y transductores producen salidas relativamente pequeñas, típicamente del orden de mili volts (mV) y micro volts (mV). Estas salidas deben ser amplificadas antes de que la señal analógica pueda ser convertida al código digital exacto. Si la señal de salida del transductor es del mismo orden de magnitud que el valor del LSB del convertidor, la conversión no esposible. Un amplificador puede incrementar el rango de la señal que será convertida para tomar ventaja del rango total de entrada del convertidor.
Los amplificadores son: circuitos que se utilizan a aumentar (amplificar) el valor de la señal de entrada generalmente muy pequeña y así obtener una señal a la salida con una amplitud mucho mayor a la señal original.
Algunas vecesla amplificación puede causar que la señal a la salida del amplificador salga distorsionada causada por una amplificación muy grande o por efectos propios del amplificador.
Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles de voltaje mayores a los que la fuente de alimentación le puede dar.
Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los amplificadoreselectrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los boosters usados en los frenos de potencia de los automóviles. En términos particulares, "amplificador", es un aparato al que se le conecta un dispositivo de sonido y aumenta la magnitud del volumen.
Un caso muy común de amplificadores el que usa transistoresbipolares, hay otros que utilizan amplificadores operacionales, tubos o válvulas electrónicas, FETs, etc.
Un amplificador puede ser usado para compensar las especificaciones del transductor. Por ejemplo, el amplificador puede ser diseñado para compensar la respuesta en frecuencia del transductor. Si se busca ampliar el ancho de banda de operación efectiva, es necesario diseñar el amplificador quepueda incrementar los componentes de alta frecuencia de la salida del transductor. También la salida del transductor puede ser linealizada usando un amplificador que compense la respuesta en amplitud para la respuesta del transductor.
Ganancia del amplificador.
La ganancia del amplificador está definida como la relación entre la cantidad de salida con respecto a la de entrada. La gananciapuede usar la potencia, la corriente, y voltaje como cantidades de interés. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de adquisición de datos usan las cantidades de corriente o voltaje, siendo el voltaje el más común. La Ilustración 2 muestra la configuración del amplificador básico en el cual varias ganancias son definidas. Como la ganancia puede depender hasta del valor de RL, cualquier valor deganancia puede ser acompañada por las condiciones de operación las cuales incluyen el valor de RL.
Ilustración . Configuración del Amplificador Básico
Las cuatro posibles funciones de ganancia son definidas por las siguientes ecuaciones:
Ganancia en Voltaje:
Av =
Para un amplificador ideal de voltaje, AIv es independiente de RL e ii = 0.
Ganancia en corriente:
Ai =
Para unamplificador ideal de voltaje, AIi es independiente de RL y vi.
Transimpedancia:
Avi =
Transadmitancia:
Aiv =
Las expresiones de ganancia usadas en aplicaciones particulares dependen del tipo de variable de entrada y de la variable de salida deseada. Si el transductor produce una salida de voltaje que debe ser conectada a un DAS que requiere entrada de voltaje, el amplificador que acoplaestas unidades será un amplificador de voltaje. Si el transductor genera una corriente que es proporcional a la medida, el amplificador de transimpedancia puede ser el adecuado.
Impedancias del amplificador.
Las impedancias de entrada y salida de un amplificador influyen en la ganancia global de una etapa debido a los efectos de carga. La Ilustración 3 muestra una configuración general...
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