Control Moderno
Páginas: 12 (2872 palabras)
Publicado: 21 de enero de 2013
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA BÁSICA
PRÁCTICA 1
Práctica 1, El Amplificador Operacional
1 Objetivos
Estudiar las propiedades básicas de los amplificadores operacionales. Diseñar, construir y analizar varios circuitos con amplificadores operacionales, entre los que se incluyen un sumador o restador y un circuito integrador. Conocer las limitaciones de los amplificadores operacionales reales ysu influencia en los circuitos que los utilizan.
Aplicaciones Limitaciones del Opamp DC AC
Amplificador Restador Voffset Slew-Rate y Ancho de Banda
Integrador Ibias
2 Introducción
Un amplificador operacional (opamp) es un dispositivo de alta ganancia con una entrada diferencial y una única salida. Como se puede ver en la figura 1, un amplificador operacional típico tiene al menoscinco conexiones diferentes: Una entrada inversora (etiquetada con un signo menos “-“), una entrada no inversora (etiquetada con el signo más “+”), una salida de señal y dos entradas para las alimentaciones positiva y negativa (aunque estas últimas se suelen suprimir por simplicidad). El circuito no proporciona una señal explicita de tierra, sino que está implícita a través de las conexiones de lared de realimentación y las fuentes de señal del operacional. El circuito amplificador está pensado para utilizarse con una red externa de realimentación, cuyos elementos determinan la función resultante u operación, de ahí viene el nombre de amplificador operacional. 2.1 Comportamiento ideal
Vout = AOL ⋅ (Vi + − Vi − )
Figura 1, Símbolo y modelo del amplificador operacional ideal
PÁGINA 1 LABORATORIO DE ELECTRÓNICA BÁSICA
Las características del modelo ideal de la figura 1 son: •
PRÁCTICA 1
Ganancia en modo diferencial infinita en la zona lineal ( Aol = ∞ ). Esto equivale a decir que la diferencia de tensión entre las entrada positiva y negativa es nula, dado que VOUT = finita implica que Vi + = Vi − . Lo que constituye la base del llamado principio de tierra virtual usadocomúnmente para analizar, en primera aproximación, circuitos que contengan amplificadores operacionales. El principio de tierra virtual sólo es válido en zona lineal. Fuera de esta zona, cuando la tensión de salida toma uno de los valores límite, las tensiones de entrada pueden tomar cualquier valor En realidad, aún no siendo infinita la ganancia, los amplificadores operacionales más baratostienen al menos una ganancia de 100.000 (100 dB), mientras que los de más altas prestaciones llegan hasta 10.000.000 (140 dB).
•
El amplificador operacional tiene una ganancia nula para señales comunes a ambas entradas. En la práctica, cambios en el modo común de la tensión de las entradas producirá unos pequeños cambios en la tensión de salida. El parámetro que mide esto es la relación derechazo en modo común (CMRR) y se define como el cociente entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común. Valores típicos están entre 70 y 120 dB. Resistencia de entrada infinita y por tanto impedancia de entrada infinita. En los amplificadores operacionales prácticos, la impedancia de entrada normalmente es resistiva ( 10 5 Ω − 1012 Ω ) con una capacidad en paralelo de unos pocospicofaradios. Tensión de salida, VOUT , independiente de la carga; es decir, el opamp se comporta como si su resistencia de salida fuese nula, lo que es característico de una fuente de tensión. En realidad hay una pequeña resistencia y el valor de la tensión de salida está limitado por debajo del suministrado por las fuentes de alimentación +V(alimentación) y –V(alimentación). Cuando la tensión desalida toma uno de estos valores extremos se dice que el opamp funciona en zona de saturación en tensión.
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El amplificador operacional permite implementar diversas funciones como el amplificador inversor (figura 2), el amplificador no inversor, sumadores, restadores, integradores, diferenciadores, etc. Aceptando que Rin entre los terminales - y + es infinita, la corriente que entra en...
PRÁCTICA 1
Práctica 1, El Amplificador Operacional
1 Objetivos
Estudiar las propiedades básicas de los amplificadores operacionales. Diseñar, construir y analizar varios circuitos con amplificadores operacionales, entre los que se incluyen un sumador o restador y un circuito integrador. Conocer las limitaciones de los amplificadores operacionales reales ysu influencia en los circuitos que los utilizan.
Aplicaciones Limitaciones del Opamp DC AC
Amplificador Restador Voffset Slew-Rate y Ancho de Banda
Integrador Ibias
2 Introducción
Un amplificador operacional (opamp) es un dispositivo de alta ganancia con una entrada diferencial y una única salida. Como se puede ver en la figura 1, un amplificador operacional típico tiene al menoscinco conexiones diferentes: Una entrada inversora (etiquetada con un signo menos “-“), una entrada no inversora (etiquetada con el signo más “+”), una salida de señal y dos entradas para las alimentaciones positiva y negativa (aunque estas últimas se suelen suprimir por simplicidad). El circuito no proporciona una señal explicita de tierra, sino que está implícita a través de las conexiones de lared de realimentación y las fuentes de señal del operacional. El circuito amplificador está pensado para utilizarse con una red externa de realimentación, cuyos elementos determinan la función resultante u operación, de ahí viene el nombre de amplificador operacional. 2.1 Comportamiento ideal
Vout = AOL ⋅ (Vi + − Vi − )
Figura 1, Símbolo y modelo del amplificador operacional ideal
PÁGINA 1 LABORATORIO DE ELECTRÓNICA BÁSICA
Las características del modelo ideal de la figura 1 son: •
PRÁCTICA 1
Ganancia en modo diferencial infinita en la zona lineal ( Aol = ∞ ). Esto equivale a decir que la diferencia de tensión entre las entrada positiva y negativa es nula, dado que VOUT = finita implica que Vi + = Vi − . Lo que constituye la base del llamado principio de tierra virtual usadocomúnmente para analizar, en primera aproximación, circuitos que contengan amplificadores operacionales. El principio de tierra virtual sólo es válido en zona lineal. Fuera de esta zona, cuando la tensión de salida toma uno de los valores límite, las tensiones de entrada pueden tomar cualquier valor En realidad, aún no siendo infinita la ganancia, los amplificadores operacionales más baratostienen al menos una ganancia de 100.000 (100 dB), mientras que los de más altas prestaciones llegan hasta 10.000.000 (140 dB).
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El amplificador operacional tiene una ganancia nula para señales comunes a ambas entradas. En la práctica, cambios en el modo común de la tensión de las entradas producirá unos pequeños cambios en la tensión de salida. El parámetro que mide esto es la relación derechazo en modo común (CMRR) y se define como el cociente entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común. Valores típicos están entre 70 y 120 dB. Resistencia de entrada infinita y por tanto impedancia de entrada infinita. En los amplificadores operacionales prácticos, la impedancia de entrada normalmente es resistiva ( 10 5 Ω − 1012 Ω ) con una capacidad en paralelo de unos pocospicofaradios. Tensión de salida, VOUT , independiente de la carga; es decir, el opamp se comporta como si su resistencia de salida fuese nula, lo que es característico de una fuente de tensión. En realidad hay una pequeña resistencia y el valor de la tensión de salida está limitado por debajo del suministrado por las fuentes de alimentación +V(alimentación) y –V(alimentación). Cuando la tensión desalida toma uno de estos valores extremos se dice que el opamp funciona en zona de saturación en tensión.
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El amplificador operacional permite implementar diversas funciones como el amplificador inversor (figura 2), el amplificador no inversor, sumadores, restadores, integradores, diferenciadores, etc. Aceptando que Rin entre los terminales - y + es infinita, la corriente que entra en...
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