circuito derivador

Páginas: 6 (1451 palabras) Publicado: 30 de agosto de 2014
CIRCUITO DERIVADOR
El Circuito Derivador realiza la operación matemática de derivación, de modo que la salida de este circuito es proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de entrada. En otras palabras, la salida es proporcional a la velocidad de variación de la señal de entrada.
La magnitud de su salida se determina por la velocidad a la que se aplica el voltaje a los cambios de laentrada. Cuanto más rápido se produzcan los cambios en la entrada, mayor será la tensión de salida.

COMPONENTES
El circuito derivador es exactamente lo opuesto al circuito integrador. Como con el circuito integrador, en el circuito derivador hay una resistencia y un condensador formando una red RC a través del amplificador operacional, pero en este caso, la reactancia, XC, está conectada a laentrada inversora del amplificador operacional, mientras que la resistencia, RF, forma el elemento de realimentación negativa. La reactancia del condensador juega un papel importante en el rendimiento de un circuito derivador.
Resumiendo, los componentes necesarios que hay que conectar a un amplificador operacional son los siguientes:
Un condensador conectado a la entrada inversora.
Unaresistencia de realimentación conectada entre la salida y la entrada inversora.
CÁLCULOS

Dado que la entrada no-inversora está conectada a tierra:

Si se considera el amplificador operacional como un amplificador operacional ideal:

Por lo tanto, las corrientes que atraviesan el condensador y la resistencia serán iguales:

Esta corriente tendrá la siguiente expresión:

La tensión VR es:

Latensión de salida es:

La tensión de salida tendrá la siguiente expresión:


FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO
Si la tensión aplicada a la entrada cambia a un ritmo lento, es decir, con una pendiente pequeña, el circuito responde de la siguiente manera:
La reactancia del condensador en ohmios es alta.
La relación RF/XC es baja.
La ganancia del amplificador operacional es baja.

Si la tensiónaplicada a la entrada cambia a un ritmo acelerado, es decir, con una pendiente grande, el circuito responde de la siguiente manera:
La reactancia del condensador en ohmios es baja.
La relación RF/XC es alta.
La ganancia del amplificador operacional es alta.

Cuando la tensión aplicada a la entrada inversora cambia de 0 voltios a una tensión negativa, la salida es una tensión positiva.Cuando la tensión aplicada a la entrada inversora cambia de 0 voltios a una tensión positiva, la salida es una tensión negativa.

Si se aplica una señal que cambia constantemente en la entrada del amplificador operacional (señales de onda cuadrada, triangular o de onda sinusoidal), la salida resultante cambiará, y su forma dependerá de la constante de tiempo RC de la combinación de la resistencia yel condensador.

INCONVENIENTES
El circuito derivador en su forma básica tiene dos desventajas principales. Una es que sufre de inestabilidad a altas frecuencias, y la otra es que la entrada capacitiva hace que sea posible que señales de ruido aleatorio y cualquier tipo de ruido o armónicos presentes en el circuito se amplifiquen más que la señal de entrada. Esto ocurre porque la salida esproporcional a la pendiente de la entrada, por lo que se requiere algún tipo de filtro.
Para minimizar estos inconvenientes (inestabilidad y ruido), se modifica la forma básica de un circuito derivador con amplificador operacional de la siguiente manera:

Se coloca en la entrada inversora una resistencia Rin (en serie con el condensador Cin) y se agrega un condensador Cfen paralelo con laresistencia de realimentación Rf. De esta manera, a bajas frecuencias, el circuito actuará como un circuito derivador, y a altas frecuencias, actuará como un amplificador con realimentación resistiva, porporcionando un rechazo mejor ante el ruido.
Estos dos componentes (Rin y Cf) reducen la capacidad de derivación del circuito, pero sólo lo hacen hasta la frecuencia que determinan las resistencias y...
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