Ingenieria Civil Industrial
Páginas: 7 (1742 palabras)
Publicado: 6 de junio de 2013
ELECTROTECNIA Y ELECTRÓNICA CII-2550-3
LABORATORIO N°3
Amplificadores Operacionales
5 de noviembre de 2012
Introducción
Ahora en esta tercera experiencia incluiremos un nuevo dispositivo electrónico el amplificador operacional que consiste básicamente en un dispositivo eléctrico que dada una señal de entrada, genera una señal de salida multiplicada poruna ganancia que puede ser de voltaje, corriente o potencia.
Las principales aplicaciones de este dispositivo electrónico son las calculadoras analógicas, filtros, pre-amplificadores y buffers de audio y sonido, reguladores, conversores, evitar el efecto de carga, adaptadores de nivel como por ejemplo CMOS y TTL, entre otras aplicaciones. De esto se puede deducir que con una simpleconfiguración de amplificadores con algunas resistencias y condensadores, pueden llevar a cabo operaciones aritméticas de sumas, restas, multiplicación y división. Por eso no hace poco tiempo los amplificadores operacionales eran utilizados como los bloques fundamentales de computadoras analógicas con el fin de poder resolver problemas matemáticos que inclusive involucraban la simulación de sistemas físicosmodelados por algo conocido en el campo de la matemática como ecuaciones diferenciales.
En esta tercera experiencia de laboratorio tiene como principal objetivo realizar tanto en forma práctica como teórica, los funcionamientos de los amplificadores operacionales, comprobando sus diferentes características como por ejemplo la linealidad, eficiencia ganancia y su voltaje de entrada y de salida.También estudiaremos circuitos para estudiar estas características a su cabalidad, y poder analizar de forma más eficientes sus usos.
Cuestionario
Cuestionario
1. Demuestre las ganancias de los dos amplificadores no demostrados en esta guía (configuración no inversora y seguidor de voltaje).
Ganancia configuración no inversora
Vin=IR1
Vout=I(R1+R2)
Vout= (Vin/R1)*(R1+R2)(Vout/Vin)=(R1+R2)/R1
(Vout/Vin)=1+R2/R1
Ganancia seguidor de voltaje
En este caso tenemos: R2=0 y R1= infinito, de la ecuación anterior tenemos:
(Vout/Vin)=1+R2/R1 = 1+ 0
(Vout/Vin)=1
2. Calcule el voltaje de salida en función de los voltajes de entrada del siguiente amplificador:
V1/R1+V2/R2+V3/R3+Vf/Rf=0
Vf=-Rf*( V1/R1+V2/R2+V3/R3)
3. Diseñe un amplificador que tenga ganancia menor o iguala 0,5 v/v, pero que no invierta el voltaje (puede utilizar más de un op-amp para su diseño)
4. Investigue acerca de las no idealidades de los amplificadores operacionales, en particular: corriente de offset, voltaje de offset, ancho de banda, slew rate. Defínalas brevemente e indique sus valores para el LM741.
a. Corrientes de offset: son pequeñas corrientes de pérdida que pueden variar conla temperatura.
b. Voltaje de offset: son polarizaciones que se aplican que hacen que las corrientes de offset crezcan.
c. Ancho de banda: respuesta a frecuencia del dispositivo que le permite amplificar la banda requerida con igual ganancia.
d. Slew rate: frecuencia máxima que un amplificador puede pasar.
5. Investigue acerca del derivador y el integrador implementado con OPp-amps. ¿Cuál esel voltaje de salida en función del voltaje de entrada? ¿Qué problemas presentan en las aplicaciones reales?
El derivador deriva la señal. El integrador, realiza la integral de la señal. El voltaje de salida depende del amplificador, o sea, de R1 y R2. ¿Qué problemas presentan en las aplicaciones reales? El comercio no dispone de los elementos requeridos según cálculo histórico, por lo tantohay que retocar ligeramente los valores según diseño para ajustarse al material a nuestro alcance.
6. Investigue respecto de 2 tipos de amplificadores distintos al LM358, exponiendo sus aplicaciones típicas y características más destacables.
El LM324 está compuesto por cuatro amplificadores operacionales de alta ganancia, diseñados para trabajar con fuente de alimentación simple. Sin...
LABORATORIO N°3
Amplificadores Operacionales
5 de noviembre de 2012
Introducción
Ahora en esta tercera experiencia incluiremos un nuevo dispositivo electrónico el amplificador operacional que consiste básicamente en un dispositivo eléctrico que dada una señal de entrada, genera una señal de salida multiplicada poruna ganancia que puede ser de voltaje, corriente o potencia.
Las principales aplicaciones de este dispositivo electrónico son las calculadoras analógicas, filtros, pre-amplificadores y buffers de audio y sonido, reguladores, conversores, evitar el efecto de carga, adaptadores de nivel como por ejemplo CMOS y TTL, entre otras aplicaciones. De esto se puede deducir que con una simpleconfiguración de amplificadores con algunas resistencias y condensadores, pueden llevar a cabo operaciones aritméticas de sumas, restas, multiplicación y división. Por eso no hace poco tiempo los amplificadores operacionales eran utilizados como los bloques fundamentales de computadoras analógicas con el fin de poder resolver problemas matemáticos que inclusive involucraban la simulación de sistemas físicosmodelados por algo conocido en el campo de la matemática como ecuaciones diferenciales.
En esta tercera experiencia de laboratorio tiene como principal objetivo realizar tanto en forma práctica como teórica, los funcionamientos de los amplificadores operacionales, comprobando sus diferentes características como por ejemplo la linealidad, eficiencia ganancia y su voltaje de entrada y de salida.También estudiaremos circuitos para estudiar estas características a su cabalidad, y poder analizar de forma más eficientes sus usos.
Cuestionario
Cuestionario
1. Demuestre las ganancias de los dos amplificadores no demostrados en esta guía (configuración no inversora y seguidor de voltaje).
Ganancia configuración no inversora
Vin=IR1
Vout=I(R1+R2)
Vout= (Vin/R1)*(R1+R2)(Vout/Vin)=(R1+R2)/R1
(Vout/Vin)=1+R2/R1
Ganancia seguidor de voltaje
En este caso tenemos: R2=0 y R1= infinito, de la ecuación anterior tenemos:
(Vout/Vin)=1+R2/R1 = 1+ 0
(Vout/Vin)=1
2. Calcule el voltaje de salida en función de los voltajes de entrada del siguiente amplificador:
V1/R1+V2/R2+V3/R3+Vf/Rf=0
Vf=-Rf*( V1/R1+V2/R2+V3/R3)
3. Diseñe un amplificador que tenga ganancia menor o iguala 0,5 v/v, pero que no invierta el voltaje (puede utilizar más de un op-amp para su diseño)
4. Investigue acerca de las no idealidades de los amplificadores operacionales, en particular: corriente de offset, voltaje de offset, ancho de banda, slew rate. Defínalas brevemente e indique sus valores para el LM741.
a. Corrientes de offset: son pequeñas corrientes de pérdida que pueden variar conla temperatura.
b. Voltaje de offset: son polarizaciones que se aplican que hacen que las corrientes de offset crezcan.
c. Ancho de banda: respuesta a frecuencia del dispositivo que le permite amplificar la banda requerida con igual ganancia.
d. Slew rate: frecuencia máxima que un amplificador puede pasar.
5. Investigue acerca del derivador y el integrador implementado con OPp-amps. ¿Cuál esel voltaje de salida en función del voltaje de entrada? ¿Qué problemas presentan en las aplicaciones reales?
El derivador deriva la señal. El integrador, realiza la integral de la señal. El voltaje de salida depende del amplificador, o sea, de R1 y R2. ¿Qué problemas presentan en las aplicaciones reales? El comercio no dispone de los elementos requeridos según cálculo histórico, por lo tantohay que retocar ligeramente los valores según diseño para ajustarse al material a nuestro alcance.
6. Investigue respecto de 2 tipos de amplificadores distintos al LM358, exponiendo sus aplicaciones típicas y características más destacables.
El LM324 está compuesto por cuatro amplificadores operacionales de alta ganancia, diseñados para trabajar con fuente de alimentación simple. Sin...
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