Amplificadores Operacinales

Laboratorio de Electrónica

Instituto de Física

Aplicaciones lineales del amplificador operacional
Objetivos
Mostrar mediante ejemplos típicos, algunas de las aplicaciones lineales del amplificador operacional. Algunos de estos ejemplos son:      El amplificador inversor El amplificador no inversor El amplificador como filtro paso alto. El amplificador como filtro paso bajo. Elamplificador como integrador y diferenciador.

Equipo
    Osciloscopio Multímetro Generador de onda Cables     Resistencias Amplificador 741 Fuente Dual de  12V Capacitores

Introducción Amplificador Inversor
En la figura 1 se muestra un amplificador inversor con realimentación. Se desea despejar la tensión de salida , en términos de la tensión de entrada .

Figura 1 Amplificadorinversor con realimentación

Por:Lucelly Reyes

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a) La ecuación de nodos de Kirchhoff en

da:

b) La ecuación de nodos de Kirchhoff en

da:

c) La ganancia de lazo abierto está dada por:

Despejando

del numeral a) tenemos:

Ahora reemplazamos el valor de la ganancia en lazo abierto A v dado por el numeral b) y obtenemos que laganancia en lazo cerrado es:

Como se puede ver en la ecuación anterior la ganancia del amplificador en lazo cerrado A es mucho menor que en lazo abierto.

Note que la ganancia de lazo cerrado, vo/vi, depende de la relación de las resistencias, R f / Ra y es independiente de la ganancia de lazo abierto, Av. Este resultado deseable se debe a la utilización de realimentación de una porción detensión de salida que se resta de la tensión de entrada. La realimentación de la entrada a través de R f sirve para llevar la tensión diferencial Vi=Vp-Vn, a cero. Como la tensión de entrada no inversora, V p es cero,

Por:Lucelly Reyes

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la realimentación tiene el efecto de llevar Vn a cero. Por lo tanto, en la entrada del amplificadoroperacional se tiene:

y existe una tierra virtual en . El término virtual significa que la tensión, , es cero (potencial de tierra), pero no fluye ninguna corriente real en este cortocircuito, ya que no puede fluir ninguna corriente en los terminales inversora o no inversora. Sin importar que tan complejo pueda ser el circuito con un amplificador operacional ideal, siguiendo este procedimientose puede empezar a analizar (y diseñar) muy pronto sistemas con amplificadores operacionales.

Simulación Multisim
Como ejercicio complementario a la práctica realice la simulación de cada uno de los circuitos propuestos.

Por:Lucelly Reyes

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Se expande ahora este resultado al caso de entradas múltiples. El amplificador siguienteproduce una salida negativa de varias tensiones de entrada. La ecuación de nodos en la entrada inversora está dada por:

Como

y

, resulta:

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Amplificador no inversor El amplificador operacional se puede configurar para que produzca ya sea una salida invertida o no invertida. En la siguiente figura vemos uncircuito no inversor, su análisis se hace de forma idéntica a la del circuito inversor.

Figura 2 Amplificadores operacionales en configuración no inversora. La ecuación de los nodos en la entrada inversora está dada por:

Para la entrada no inversora se tiene:

Por:Lucelly Reyes

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Teniendo presente que la ganancia el lazo abierto es muygrande, se concluye de estas dos ecuaciones que la salida del amplificador está dada por:

Análisis del circuito no inversor en AC de la simulación es

Práctica
Monte el siguiente circuito.

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Figura 3 montaje del amplificador operacional inversor .

Procedimiento:
1. Introduzca una señal sinusoidal por Vi y...