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Publicado: 8 de junio de 2014
CONFIGURACIONES DE LOS AMPLIFICADORES
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 relacionadas de estos doscircuitos, 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.
Aplicando las propiedadesanteriormente establecidas del AO ideal, las características distintivas de este circuito se pueden analizar cómo sigue.
Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollará su tensión de salida, V0, con tensión de entrada nula. Ya que, la entrada diferencial de A es:
Vd = Vp - Vn, ==> Vd = 0.- Y si Vd = 0,
Entonces toda la tensión de entrada Vi, deberá aparecer en R1, obteniendo unacorriente en R1
Deben 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 entrada del amplificador, o el punto de conexión de la entrada y las señales de realimentación, es unnudo de tensión nula, independientemente de la corriente En bucle cerrado, la entrada (-) será regulada al potencial de entrada (+) o de referencia.
EL AMPLIFICADOR NO INVERSOR
La segunda configuración básica del AO ideal es el amplificador no inversor, mostrado en la figura Este circuito ilustra claramente la validez del axioma 3.
En este circuito, la tensión Vi 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 corriente de entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a Vi.
Así pues
que si lo expresamos en términos de ganancia:
Que es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal.
Tambiénse pueden deducir propiedades adicionales para esta configuración. El límite inferior de ganancia se produce cuando R2 = 0, lo que da lugar a una ganancia unidad.
Configuraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor
EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Una tercera configuración del AO conocida como el amplificador diferencial, es una combinación de las dos configuracionesanteriores. Aunque está basado en los otros dos circuitos, el amplificador diferencial tiene características únicas. Este circuito, mostrado en la figura, tiene aplicadas señales en ambos terminales de entrada, y utiliza la amplificación diferencial natural del amplificador operacional.
Para comprender el circuito, primero se estudiarán las dos señales de entrada por separado, y después combinadas.Como siempre Vd = 0 y la corriente de entrada en los terminales es cero.
Recordar que Vd = V (+) - V (-) ==> V (-) = V (+)
Por lo que concluiremos
Esta configuración es única porque puede rechazar una señal común a ambas entradas. Esto se debe a la propiedad de tensión de entrada diferencial nula, que se explica a continuación.
En el caso de que las señales V1 y V2 sean idénticas, elanálisis es sencillo. V1 se dividirá entre R1 y R2, apareciendo una menor tensión V(+) en R2. Debido a la ganancia infinita del amplificador, y a la tensión de entrada diferencial cero, una tensión igual V(-) debe aparecer en el nudo suma (-). Puesto que la red de resistencias R3 y R4 es igual a la red R1 y R2, y se aplica la misma tensión a ambos terminales de entrada, se concluye que Vo debe estar a...
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 relacionadas de estos doscircuitos, 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.
Aplicando las propiedadesanteriormente establecidas del AO ideal, las características distintivas de este circuito se pueden analizar cómo sigue.
Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollará su tensión de salida, V0, con tensión de entrada nula. Ya que, la entrada diferencial de A es:
Vd = Vp - Vn, ==> Vd = 0.- Y si Vd = 0,
Entonces toda la tensión de entrada Vi, deberá aparecer en R1, obteniendo unacorriente en R1
Deben 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 entrada del amplificador, o el punto de conexión de la entrada y las señales de realimentación, es unnudo de tensión nula, independientemente de la corriente En bucle cerrado, la entrada (-) será regulada al potencial de entrada (+) o de referencia.
EL AMPLIFICADOR NO INVERSOR
La segunda configuración básica del AO ideal es el amplificador no inversor, mostrado en la figura Este circuito ilustra claramente la validez del axioma 3.
En este circuito, la tensión Vi 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 corriente de entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a Vi.
Así pues
que si lo expresamos en términos de ganancia:
Que es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal.
Tambiénse pueden deducir propiedades adicionales para esta configuración. El límite inferior de ganancia se produce cuando R2 = 0, lo que da lugar a una ganancia unidad.
Configuraciones basadas en los circuitos inversor y no inversor
EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
Una tercera configuración del AO conocida como el amplificador diferencial, es una combinación de las dos configuracionesanteriores. Aunque está basado en los otros dos circuitos, el amplificador diferencial tiene características únicas. Este circuito, mostrado en la figura, tiene aplicadas señales en ambos terminales de entrada, y utiliza la amplificación diferencial natural del amplificador operacional.
Para comprender el circuito, primero se estudiarán las dos señales de entrada por separado, y después combinadas.Como siempre Vd = 0 y la corriente de entrada en los terminales es cero.
Recordar que Vd = V (+) - V (-) ==> V (-) = V (+)
Por lo que concluiremos
Esta configuración es única porque puede rechazar una señal común a ambas entradas. Esto se debe a la propiedad de tensión de entrada diferencial nula, que se explica a continuación.
En el caso de que las señales V1 y V2 sean idénticas, elanálisis es sencillo. V1 se dividirá entre R1 y R2, apareciendo una menor tensión V(+) en R2. Debido a la ganancia infinita del amplificador, y a la tensión de entrada diferencial cero, una tensión igual V(-) debe aparecer en el nudo suma (-). Puesto que la red de resistencias R3 y R4 es igual a la red R1 y R2, y se aplica la misma tensión a ambos terminales de entrada, se concluye que Vo debe estar a...
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