UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

ELECTRÓNICA ANALÓGICA II

PRÁCTICA N°: 9

TEMA: Amplificador Operacional como Integrador y Diferenciador

INTEGRANTES:

-Mera Holger -Sinchire Fernanda

-Sinchire Fernanda

INTRODUCCIÓN

Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía, magnifica la amplitud

de un fenómeno. Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los amplificadores

electrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos,

e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los boosters usados en los frenos de potencia de

los automóviles. Amplificar es agrandar la intensidad de algo, por lo general sonido. También

podría ser luz o magnetismo, etc. Pero usado a secas, "amplificador", se entiende un aparato al

que le enchufas algún equipo de audio y suena más fuerte. Se usan de manera obligada en las

guitarras eléctricas, pues esas no tienen caja de resonancia, la señal se obtiene porque las cuerdas,

siempre metálicas y ferrosas, vibran sobre una cápsula electromagnética, y esa señal no es

audible, pero amplificada por un amplificador suena con el sonido característico de las guitarras

eléctricas. En una interface se le puede agregar efectos, como distorsionadores, trémolo y esas

cosas. Las radios y los televisores tienen un amplificador incorporado, que se maneja con la perilla

o tele comando del volumen y permite que los pongas más fuerte o más despacio.

OBJETIVOS

-Que el estudiante se familiarice con el amplificador operacional realizando operaciones de

integración y diferenciación.

-Familiarizarse con el uso de equipo usado generalmente en las prácticas de electrónica analógica,

conexiones y comprobación del funcionamiento de fuentes simétricas y variables.

- Generar habilidades y destrezas que nos ayuden en el desarrollo de la práctica.

MARCO TEÓRICO El nombre de operacional se debe al uso que de este circuito se hacía en los primitivos

ordenadores analógicos, capaces de realizar operaciones aritméticas de distinto grado de

complejidad. Estos amplificadores poseen una elevadísima resistencia de entrada, por lo que

pueden detectar señales muy pequeñas (de orden de micro voltios) y amplificarlas miles de veces.

Una de las aplicaciones del amplificador operacional es la comparar tensiones y es ésta la que

vamos a estudiar. Un comparador es un operador que tiene dos entradas y una salida.

Si la entrada positiva (+), también denominada no inversora, está a más tensión que la entrada

negativa o inversora (-), en el terminal de salida aparece una tensión igual a la tensión de

alimentación. En caso contrario, la salida será nula, o negativa si se alimenta con tensión simétrica.

Los amplificadores operacionales se emplean en circuitos de control de temperatura, luminosidad,

humedad, detectores de incendios, receptores de radio y televisión, etc...

AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO INTEGRADOR

Un circuito integrador realiza un proceso de suma llamado "integración". La

tensión de salida del circuito integrador es proporcional al área bajo la curva de

entrada (onda de entrada), para cualquier instante.

Integrador con un amplificador operacional

En el siguiente gráfico se puede ver una señal de entrada (línea recta) de 3 voltios

que se mantiene continuo con el pasar del tiempo.

Onda de entrada

El el siguiente gráfico se muestra que el área bajo la curva en un momento

cualquiera es igual al valor de la entrada multiplicado por el tiempo. Vsal = Vent x t

Onda de salida

AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO DERIVADOR

Es un circuito en el que la señal de salida es proporcional a la derivada en el

tiempo de la señal de entrada.

En otras palabras la salida es proporcional a la velocidad de variación de la señal de

la entrada.

Velocidad de cambio

= ∆ Vent / ∆ t

Nota: ∆ = cambio

Tipos de ondas de entrada:

Señal de entrada es una

tensión fija (ejemplo: 3 Voltios):

La velocidad de variación de la señal de entrada es cero y por consiguiente la salida

también será cero.

Señal de entrada es una onda cuadrada:

Cada vez que la señal cambia de nivel hay un brusca

variación en la señal deentrada (se pasa de un nivel de

tensión a otro en un tiempo muy corto) y en la salida se

observan unos picos, tanto en el sentido positivo como

negativo. (dependiendo del sentido de la variación).

Señal de entrada es un onda triangular:

La señal de salida es cuadrada, ejemplo:

En el caso de la onda cuadrada de 3 voltios de amplitud:

Velocidad de cambio = (3 V - 0 V) / (0.005 s - 0 s) = 600 voltios / s

Si el tiempo fuera menor la velocidad de cambio aumentaría.

La salida de cada salto está invertida debido a que la entrada está conectada al la

patita inversora del amplificador operacional

Cuando la señal de entrada es sinusoidal, la salida del derivador es como se muestra

en el siguiente gráfico

Aquí Vsal = - VP cos wt (negativo pues el

derivador es también inversor)

Como VP = A Vent w, entonces Vsal = -

A Vent w cos wt ó Vsal = - A Vent 2pif cos wt

De la última fórmula se puede ver que un

derivador es proporcional a la frecuencia de

la señal de entrada. La mayor velocidad se da

cuando la señal cruza el eje horizontal con un ángulo pronunciado.

Si hubiese ruido a la entrada, éste normalmente sería de una frecuencia más alta

comparado con la señal a derivar, esto causaría que pequeños valores de ruido

aparezcan a la salida mucho más grandes.

Para evitar esto se coloca en la entrada un resistor R1 y un capacitor C1 se agrega

en paralelo con la resistencia de retroalimentación para reducir la inclinación a oscilar

del circuito.

Estos dos últimos componentes reducen la capacidad de derivación del circuito, pero

sólo hacen hasta la frecuencia que determinan los resistores y capacitores

LM741

El amplificador operacional LM741 necesita ser alimentado por una corriente continua,

independiente de la corriente que se desea amplificar, esta corriente continua es de 12V.

Símbolo del amplificador operacional.

En el capitulo anterior observamos como es amplificador operacional en la parte física, sin

embargo el amplificador operacional tiene un símbolo que se utiliza en los circuitos de simulación

el cual veremos a continuación.

PROCEDIMIENTO Y PRUEBAS :

HERRAMIENTAS

Pinzas

Cortafríos

Cable para conexión

Cable para fuentes

Osciloscopio

Multímetro

Generador de señales

FIGURA 1 INTEGRADOR

MATERIAL REQUERIDO

1 Resistencia de 100 KΩ

1 Resistencia de 1 KΩ

2 Resistencias de 10 KΩ

1 Capacitor de 10Nf

1 Amplificador operacional LM741

Una fuente dc +15V y -15V

Protoboard

PROCEDIMIENTO

1. Realizamos el circuito en el simulador.

Señales Obtenida en el Simulador

.

2. Gráfica del circuito:

3. Señales obtenidas en el osciloscopio:

FIGURA 2 DERIVADOR:

MATERIAL REQUERIDO

1 Resistencia de 100 KΩ

1 Resistencia de 1 KΩ

2 Resistencias de 10 KΩ

1 Capacitor de 1nF

1 Amplificador operacional LM741

Una fuente dc +15V y -15V

Protoboard

PROCEDIMIENTO

1. Realizamos el circuito en el simulador.

Señales obtenidas en el simulador

2. Gráficas del circuito:

3. Señales obtenidas en el osciloscopio:

CONCLUSIONES

- Comprobamos que el integrador y el derivador funcionan correctamente con las

deferentes señales de entrada como son la senoidal, triangular y cuadrada.

- Fue muy interesante verificar que cuando se deriva una señal cuadrada a la salida

obtenemos impulsos.

BIBLIOGRAFÍA

Amplificador Operacional, Electronica2000, Fecha de revisión: 29 de Abril de 2010, Enlace:

http://www.electronica2000.com/temas/operacionales.htm.

Integrador con amplificador operacional, Fecha de revisión: 19 de mayo de 2010, Enlace:

http://www.unicrom.com/Tut_integrador.asp,

Derivador con amplificador operacional, Fecha de revisión: 19 de mayo de 2010, Enlace:

http://www.unicrom.com/tut_derivador.asp

LM741, catalogo, uperpbenavides, Fecha de revisión 29 de Abril de 2010, enlace

http://www.superpbenavides.com/catalogo/componentes%20activos/amplificadores/Am

plificador%20Operacional.pdf