Amplificadores Operacionales

MULTIPLICADOR DE GANANCIA CONSTANTE
Uno de los circuitos de amplificadores operacionales más comunes el el multiplicador inversor de ganancia constante, el cual proporciona una ganancia o amplificación precisa. La figura 11.1 muestra una conexión de circuito estándar de este tipo, con la ganancia resultante dada por


Ejemplo 11.1
Determine el voltaje de salida para el circuito de la figura11.2 con una entrada senoidal de 2.5mV

GANANCIA DE ETAPAS MÚLTIPLES
Cuando varias etapas se conectan en serie, la ganancia global será el producto de las ganancias de las etapas individuales. La figura 11.5 muestra una conexión de tres etapas. La primer etapa está conectada para proporcionar una ganancia no inversora como la de la ecuación 11.2. Las siguientes dos etapas proporcionan unaganancia inversora dada por la ecuación 11.1. La ganancia global del circuito será entonces no inversora y calculada mediante.
A = A_1 A_2 A_3
Donde
A_1=1+R_f/R_1 ,A_2= -R_f/R_2 ,y A_3= -R_f/R_3




SUMADOR DE VOLTAJE
Otro uso común de un amplificador operacional es como un amplificador sumador. En la figura 11.8 se muestra la conexión la cual presenta la salida como la suma de las tresentradas, cada una multiplicada por una ganancia diferente. El voltaje de salida será
V_o=- [R_f/R_1 V_1+ R_f/R_2 V_2+R_f/R_3 V_3 ]


RESTA DE VOLTAJES
Se es posible restar una señal de otra, de distintas formas. La figura 11.10 muestra dos etapas de amplificadores operacionales empleadas para proporcionar la resta de dos señales. La salida resultante está dada por
V_o=-[R_f/R_3 (R_f/R_1 V_1 )+ R_f/R_2 V_2 ]
V_o=- ((R_f/R_2 V_2 )+ R_f/R_3 R_f/R_1 V_1 )





ACOPLADOR DE VOLTAJE
Un circuito acoplador de voltaje ofrece un medio para acoplar una señal de entrada con una carga, por medio de una etapa que cuenta con una ganancia de voltaje unitario, sin inversión de fase o polaridad y que actue como un circuito ideal con una impedancia de entrada muyalta y una impedancia de salida baja. La figura 11.13 presenta un amplificador operacional conectado para ofrecer esta operación de acoplamiento mediante un amplificador. El voltaje de salida se encuentra entonces determinado por.
V_o=V_1

FUENTES CONTROLADAS
Es posible utilizar amplificadores operacionales para formar varios tipos de fuentes controladas. Un voltaje de entrada puedeutilizarse para controlar un voltaje o una corriente de salida, o una corriente de entrada puede utilizarse para controlar un voltaje o una corriente de salida. Estos tipos de conexiones son adecuados para utilizarse en diversos circuitos de instrumentación. A continuación se proporcionara una forma de cada tipo de fuente controlada.
Fuente de voltaje controlada por voltaje
En la figura 11.16 se muestrauna forma ideal de una fuente de voltaje, cuya salida Vo se controla mediante un voltaje de entrada V1. El voltaje de salida aparece como dependiente del voltaje de entrada (multiplicado por un factor de escala K). Este tipo de circuitos puede construirse por medio de un amplificador operacional, como se indica en la figura 11.17 en la cual se muestran dos versiones de este circuito, uno mediantela entrada inversora, mientras que la otra utiliza la entrada no inversora. Para la conexión de la figura 11.17a, el voltaje de salida es


Vo=R_f/R_1 V_1=KV_1

Mientras que en la figura 11.17
Vo=(1+R_f/R_1 V_1 )=KV_1
Fuente de corriente controlada por voltaje
En la figura 11.18 se presenta una forma ideal de un circuito que proporciona una corriente de salida controlada por unvoltaje de entrada. La corriente de salida depende del voltaje de entrada. Es posible construir un circuito práctico, como el de la figura 11.19, con la corriente de salida a través del resistor RL controlada por el voltaje de entrada V1. La corriente a través del resistor de carga RL puede verse como
Io=V_1/R_1 =KV_1


Fuente de voltaje controlada por corriente
En la figura 11.20 se...