practica 4. configuraciones basicas con amplificadores operacionales
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Contenido de las configuraciones principales usadas para amplificadores operacionales.TRANSCRIPT
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Av. Instituto Tecnolgico No. 100, C.P. 49100, A.P. 150 Cd. Guzmn,
Jal.
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SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR
DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR
TECNOLGICA
INSTITUTO TECNOLGICO DE CD. GUZMN
60 Aos de Excelencia en Educacin Tecnolgica
2008, Ao de la Educacin Fsica y el Deporte.
DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA
LABORATORIO DE ELECTRNICA
MATERIA: Amplificadores Operacionales
CLAVE: ECC-0414 Horas Tericas: 4 Horas Prcticas: 2
PRCTICA No. 4
CONFIGURACIONES BSICAS CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES
PROFESOR: Ing. Jorge Horacio Meja Garca
ALUMNOS:
Arnan Misael Negrete Michel 12290391
Wilman Ulises Ra Jimnez 12290400
Misael Martnez Solano 12290384
Cristian Gabriela Salvador Ayala 122904
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
INTRODUCCIN
Los amplificadores operacionales de propsito general fueron rediseados para optimizar o incorporar ciertas caractersticas. Los circuitos integrados de funcin especial que contienen ms de un amplificador operacional se desarrollaron entonces para llevar a cabo funciones complejas. Los siguientes son algunos ejemplos:
Capacidad de alta corriente, alto voltaje o ambos.
Mdulos para sonar de emisin y recepcin.
Amplificadores mltiples.
Amplificadores de ganancia programable.
Instrumentacin y control automotriz.
Circuitos integrados para comunicaciones-
Circuitos integrados de radio/audio/video. Los amplificadores de propsito general durarn muchos aos en el mercado. Sin embargo, cabe suponer que se desarrollen circuitos integrados ms complejos en un solo chip que combinen varios amplificadores con circuitos digitales.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
MARCO TERICO
Usando retroalimentacin negativa, en un amplificador operacional, es posible
obtener distintas configuraciones de amplificadores lineales. En la figura 4.1 se
muestra un amplificador inversor, el cual se obtiene utilizando retroalimentacin de
voltaje en paralelo (voltaje-corriente).
1R
2R
ov
iv1i
1i
Figura 4.1: Amplificador inversor.
Puesto que al usar RN, el voltaje diferencial de entrada en el Amp-Op es cero, para
el amplificador inversor tendremos que
1
2
21
1
R
R
v
vA
R
v
R
vi
i
ov
oi
El signo negativo en la expresin de la ganancia de lazo cerrado del amplificador
nos indica que en la salida se tendr una inversin de fase.
Si a un amplificador inversor le aadimos una o ms entradas, obtendremos un
amplificador sumador, tal como se muestra en la figura 4.2.
1RfR
ov
1iv
2R2iv
iNvNR
1i
2i
Ni
Ti
Ti
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
Figura 4.2: Amplificador sumador.
Para el amplificador sumador tendremos que
N
iNiifo
f
o
N
iNiiT
R
v
R
v
R
vRv
R
v
R
v
R
v
R
vi
...
...
2
2
1
1
21
2
1
1
Para el caso especial en que R1=R2==RN, la tensin de salida estar dada por
iNiif
o vvvR
Rv ...21
1
En la figura 4.3 tenemos un amplificador no inversor. En esta configuracin se aplica
la entrada directamente a la terminal no inversora, y se retroalimenta parte de la
tensin de salida.
2R
ov
iv
1R 1i
1i
Figura 4.3: Amplificador no inversor.
Para el amplificador no inversor tenemos que
1
2
21
1
1R
R
v
vA
R
vv
R
vi
i
ov
ioi
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
Para el amplificador restador de la figura 4.4 tenemos que
bao
oba
a
vvR
Rv
R
vv
R
vvi
vRR
Rvv
1
2
2
1
1
1
21
221
Como podemos apreciar en la ltima ecuacin, el amplificador restador amplifica la
diferencia de los dos voltajes de entrada.
1R
2R
ov2v
1v
ai
ai
av
bv
1R2R
Figura 4.4: Amplificador restador.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
DESARROLLO DE LA PRCTICA
EQUIPO Y MATERIALES:
EQUIPO
Osciloscopio de dos canales de 20 MHz
Generador de funciones
Fuente de poder dual
Multmetro digital
Tablilla de prueba
COMPONENTES
Amplificador Operacional LM741 o TL081
4 Resistores de 10 K a W
1 Resistor de 100 K a W
DISEO:
Disear los distintos circuitos de las distintas configuraciones bsicas de los
amplificadores operacionales, y comprobar su funcionamiento comparando lo
terico con lo prctico.
IMPLEMENTACIN:
Con el Amp-Op LM741, sobre la tablilla de prueba arme los circuitos mencionados
anteriormente.
PRECAUCIN: Antes de energizar los circuitos, ajuste cuidadosamente los voltajes
de la fuente de poder. No conecte o desconecte componentes del circuito sin antes
apagar la fuente, ya que se pueden daar los circuitos integrados.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
RESULTADOS
Montaje del equipo y conexin del circuito en el Protoboard.
AMPLIFICADOR INVERSOR DE GANANCIA UNITARIA
Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 1 Vp-p, de
1 KHz. Ganancia de voltaje unitaria. Av=-R2/R1=-10K/10K=-1
Ancho de banda. Aplicando una frecuencia de 135 kHz.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
AMPLIFICADOR INVERSOR CON GANANCIA DE 10
Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 0.5 Vp-p,
de 1 KHz. Ganancia de voltaje de 10. Av=-R2/R1=-100K/10K=-10
Ancho de banda. Aplicando una frecuencia de 30kHz.
La diferencia en el inversor con ganancia unitaria y el de ganancia de 10, trabajan
a una frecuencia distinta, ya que al aplicarle una frecuencia ms baja al segundo
pudimos identificar su ancho de banda, a comparacin del primero que usamos una
frecuencia mas alta.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
AMPLIFICADOR SUMADOR
Mediciones de 5 combinaciones distintas de voltaje de entrada, a un amplificador
sumador de 2 entradas.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
AMPLIFICADOR RESTADOR
Mediciones de 5 combinaciones distintas de voltaje de entrada, a un amplificador
restador de 2 entradas.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
Las mediciones aqu mostradas, son las reales y solamente difieren por muy poco
a los valores calculados tericamente, aun as estn dentro del rango de error,
debido a que no pueden ser exactas por la variacin de los componentes. Solo son
centsimas de diferencia.
AMPLIFICADOR NO INVERSOR
Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 1 Vp-p, de
1 KHz.
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AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP
CONCLUSIONES
Arnan Misael Negrete Michel
En el desarrollo de esta prctica pudimos corroborar la informacin y la teora
proporcionada en el aula, donde observamos cmo funciona realmente el
amplificador en cada una de sus configuraciones bsicas.
En cada una de las configuraciones realizadas se comprob tericamente el
resultado, donde pudimos observar que solo haba pequeas variaciones con
respecto a los resultados reales, esto se debe a que pueden tener pequeas
diferencias por sus materiales de fabricacin.
Prcticamente cumplimos con lo deseado, ya que, aunque no eran exactamente
iguales los clculos comparados con los resultados reales, estaban dentro del rango
deseado y la diferencia era mnima.
Wilman Ulises Ra Jimnez
Edgar Misael Martnez Solano
Cristian Gabriela Salvador Ayala