Opam

7

APLICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES

Un amplificador operacional es en esencia un amplificador directamente acoplado (sin capacitares) con alta ganancia de señal, el cual hace uso de realimentación positiva o negativa para controlar completamente sus características. Originalmente el término operacional se refería a un circuito que podía llevar a cabo una operación matemática,tal como una suma, diferenciación, integración, multiplicación, etc. en computación analógica.
[pic][pic]
Sin embargo , sus aplicaciones en la actualidad son múltiples y variadas entre ellas mencionamos:

- amplificadores de señal
- Simular funciones matemáticas
- generadores de ondas
- filtros dinámicos
- comparadores de voltaje
- temporizadores, etc.AMPLIFICADORES DE SEÑAL

Un amplificador operacional no es capaz por si solo de entregar corrientes muy grandes por la salida, por lo que no podemos conectarles directamente un altavoz y oir música. Hemos visto hasta ahora que los amplificadores inversores y no inversores tienen una ganancia en tensión Av. Este no es el problema, el problema esta en la corriente (Amperios) que son capaces de entregar,necesitamos entonces añadir algún dispositivo que sea capaz de ampliar esa corriente. El dispositivo capaz de hacer esto es el transistor, y la forma mas sencilla de utilizarlo es la siguiente:
[pic]
En la figura puedes distinguir un amplificador inversor en el que hemos hecho algunos cambios.
El amplificador operacional empleado es un LM833, especial para audio.
Puedes probar con otrosoperacionales y verás la diferencia.
La etapa de transistores formada por Q1 y Q2 tiene como única finalidad suministrar toda la corriente que no puede el operacional. Los transistores
empleados son los BC547 y BC557, Estos no son de gran potencia por lo que tendrás que usar un altavoz pequeño. Fíjate donde tiene puesta la realimentación, directamente en la salida pasando por encima de los dostransistores. Esto soluciona algunos problemas de falta de linealidad en la etapa de los transistores. Además, R2 es una resistencia variable, que puede hacerlo de 0 a 22K. Esto hace que la ganancia en tensión (Av) del circuito varía desde 0 hasta -2,2 variando así el volumen del altavoz, si quieres conseguir mas volumen puedes cambiar R2 por una mayor.

SUMADOR:
Sumador de dos entradas con montajeinversor llamado también amplificador inversor multicanal
[pic]
Las calculadoras analógicas servían para simular funciones matemáticas de cualquier tipo. Las operaciones de una ecuación o función se simulaban con circuitos, y en una pantalla se podía representar los cálculos de la función u operación.
Actualmente se emplean dichos circuitos en instrumentación (amplificar y corregir las señalesprovenientes de transductores).

a)Sumador de dos entradas con ganancia de tensión unitaria.
Para ello ponemos resistencias del mismo valor
En este caso el valor de la señal de salida será
Vs = -(e1+ e2)

Ejemplo #1 e1 = 3V, e2 = 1V => Vs = -4V
[pic]
Ejemplo # 2 e1 = 4V, e2 = -3V => Vs = -1V

[pic]

Comprobamos en cada caso que la señal de salida es la suma de las dosentradas pero invertida.

b) Sumador de dos entradas con ganancia de tensión no unitaria.
En este caso las señales están multiplicados por un factor que depende de la relación de resistencias.
El valor de la tensión de salida viene dado por:
Vs = e1*(Rf/R1) + e2*(Rf/R2)
Montamos un ejemplo practico con
Ejemplo # 3 R1= 10K, R2= 47K, Rf= 47K e1= +1V e2= -4V => Vs = -0.7V[pic]

Ejemplo 4 R1= 10K, R2= 47K, Rf = 47K e1= -2V e2= +4V => Vs = 5.4V
[pic]

c) Sumador de dos entradas con señales alternas de la misma frecuencia y fase.
Para facilitar los cálculos y medidas utilizaremos un sumador de ganancia unitaria.
Vamos a utilizar un generador de señales con un divisor de tensión tal como se indica en la figura.
[pic]
de esta forma se obtiene...