Op-Amp inversor y no-inversor

Introducción

Los amplificadores operacionales son circuitos semiconductores cuyas características de funcionamiento los hacen muy versátiles, y con ellos se pueden resolver diversos tipos de problemas relacionados con el procesamiento de señales electrónicas. Dos de las configuraciones ampliamente empleadas son las conocidas como amplificador inversor y amplificador no inversor, que son loscircuitos que se analizarán y se verificará su funcionamiento en esta práctica.
Para el desarrollo de esta práctica se utilizara el amplificador operacional LM741. Se trata de un dispositivo electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):
Vout = Av*(V+ −V−). [1]
El primer amplificador operacional monolítico, que data de los años 1960, fue el Fairchild μA702 (1964), diseñado por Bob Widlar. Le siguió el Fairchild μA709 (1965), también de Widlar, y que constituyó un gran éxito comercial. Más tarde sería sustituido por el popular Fairchild μA741 (1968), de David Fullagar, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnología bipolar. Originalmentelos A.O. [2]
Se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre. El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada esinfinita también se dice que las corrientes de entrada son cero. [3]
Descripción del encapsulado:
Hay varios tipos de presentación de los amplificadores operacionales, como el paquete dual en línea (DIP) de 8 pines o patitas.
Para saber cuál es el pin 1, se ubica una muesca entre los pines 1 y 8, siendo el # 1 el pin que está a la izquierda de la muesca cuando se pone el integrado como se muestraen el diagrama. [3]


La distribución de los terminales del Amplificador operacional en el Circuito integrado DIP de 8 patillas es:

Encapsulado DIP de 8 pines de un amplificador operacional:
- El terminal - es el terminal inversor.
- El terminal + es el terminal no inversor.
- Pin 2: entrada inversora ( - )
- Pin 3: entrada no inversora ( + )
- Pin 6: salida (out)
- Unaalimentación positiva conectada al pin 7 y otra negativa conectada al pin 4.

Configuración que se utilizaran:

No-Inversor






Inversor







Objetivos

-Familiarizarse con el uso del Op-Amp y sus características.
-Observar el comportamiento del Op-Amp en sus configuraciones de inversor y no inversor.
-Observar la relación existente entre los valores reales e ideales delamplificador utilizado.




Materiales y equipos utilizados

-Cables conectores.
-Resistor variable IET RS200.
-Osciloscopio Tektronix TDS 2012B.
-Project Board del laboratorio.
-Generador de onda GW INSTEK GFG-8216A.
-Resistor de 1K ohmio.
-Amplificador Operacional LM-741.









Procedimiento y análisis de los resultados

1. Se empezó por armar el circuito de un Op-Amp ensu configuración inversora, ajustando el valor de la resistencia de feedback Rf y manteniendo la otra constante en 1KΩ para así obtener una ganancia deseada.

Op-Amp como inversor
Vi (mV)
R1 (Ω)
Rf (Ω)
Av Teórica
f (Hz)
Vo (V)
Av
Real
380
1K
10K
-10
1K
-3.5
-9.21
150
1K
30K
-30
10K
-3.6
-24
Tabla#1. El Op-Amp como inversor.

-Cálculos tipo: (Primer caso)Grafico #1. Op-Amp Inversor.
Nota: Puede observarse como con una entrada positiva se obtiene una salida de voltaje negativa, característica típica de la configuración inversora del Op-Amp. También se observa en el gráfico como este opera en región lineal.
2. Luego se procedio a armar la configuración no inversora del Op-Amp, escogiendo nuevamente valores arbitrarios para obtener una ganancia...