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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERIA MECÁNICA Instrumentación

Consulta

ESTUDIANTE: Miguel Ruiz (7048) PARALELO: “B’’ DOCENTE: Ing. John Vera FECHA: 22/04/2019

AMPLIFICADORES OPERACIONALES Los amplificadores operacionales, también llamados Op Amp por sus siglas en inglés, son dispositivos electrónicos capaces de realizar una gran cantidad de funciones dentro de un circuito electrónico, dependiendo de la como se coloque dentro del mismo [1]. El amplificador operacional posee 5 patas, las cuales poseen distintas funciones:

Figura 1 Amplificador operacional Tabla 1 Partes de un amplificador operacional

En los amplificadores operacionales se cumplen algunas condiciones: 

La impedancia entre las entradas inversora y no inversora es infinita, por lo que no hay corriente de entrada.



La diferencia de potencial entre las terminales inversora y no inversora es, o debe ser nula.



No hay corriente entrando o saliendo de las patas inversora y no inversora.

Con dichas condiciones basta para conocer el funcionamiento de los amplificadores operacionales. El símbolo del amplificador operacional es el de un triángulo en cuya base de colocan las patas inversora y no inversora. En el vértice superior se coloca la salida. En los lados del triángulo se colocan las entradas del voltaje que se necesita para hacer efectiva la amplificación [1]. Clasificación y operaciones Como se mencionó anteriormente, los amplificadores operacionales prácticos tienen ganancia de tensión muy alta (típicamente 105), sin embargo, esta ganancia varía con la frecuencia. Para contrarrestar esto, se utilizan elementos externos para retroalimentar una porción de

señal

de

la

salida

en

la

entrada.

Con realimentación, la ganancia de lazo cerrado depende de los elementos de realimentación y no de la ganancia básica de tensión del amplificador operacional. Los circuitos que utilizan amplificadores operacionales, resistores y capacitores, se pueden configurar para realizar diversas operaciones como sumar, restar, integrar, filtrar, comparar y amplificar. Por el momento aquí están los modos básicos de operación, inversor, no inversor , diferencial, derivador, integrador, sumador [3]. Amplificador inversor Se llama así este montaje porque la señal de salida es inversa de la de entrada, en polaridad, aunque pude ser mayor, igual o menor, dependiendo esto de la ganancia que le demos al amplificador en lazo cerrado. La señal, como vemos en la figura, se aplica al terminal inversor o negativo del amplificador y el positivo o no inversor se lleva a masa [2].

Figura 2 Amplificador inversor

En un op-amp ideal, la ganancia del amplificador inversor está dada simplemente por

Para resistencias iguales, tiene una ganancia de -1, y se usa en los circuitos digitales como buffer inversor.

Amplificador no inversor Este circuito es muy parecido al inversor, la diferencia es que la señal se introduce por el terminal no inversor, lo cual va a significar que la señal de salida estará en fase con la señal de entrada y amplificada [2]. El análisis matemático será igual que en el montaje inversor.

Figura 3 Amplificador no inversor

El comportamiento de la mayoría de los op-amps se puede determinar aplicando las "reglas de oro". Para un amplificador no inversor, la regla de corriente intenta que sea cero la corriente en el punto A y la regla de voltaje hace que el voltaje de A iguale al voltaje de entrada. Esto lleva a

y amplificación:

Amplificador sumador Este es un ejemplo de un amplificador inversor de ganancia =1 con múltiples entradas. Se pueden utilizar más de dos entradas, por ejemplo, en un circuito mezclador de audio. Las resistencias de entrada pueden ser desiguales, dando una suma ponderada [2].

Figura 4 Amplificador sumador

Amplificadores comparadores Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar dos señales de entrada y variar la salida en función de cuál es mayor. Los comparadores, son circuitos no lineales que, sirven para: 1) Comparar dos señales (una de las cuales generalmente es una tensión de referencia) 2) Determinar cuál de ellas es mayor o menor [2].

Figura 5 Amplificadores comparadores

En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificado operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia. Amplificadores integradores El Circuito Integrador es un circuito con un amplificador operacional que realiza la operación matemática de integración. El circuito actúa como un elemento de almacenamiento que produce una salida de tensión que es proporcional a la integral en el tiempo de la tensión de entrada [2]. Si se aplica una señal de entrada que cambia constantemente a la entrada de un amplificador integrador, por ejemplo, una onda cuadrada, el condensador se cargará y se descargará en respuesta a cambios en la señal de entrada. Así, se crea una señal de salida en forma de diente de sierra, cuya frecuencia depende de la constante de tiempo RC de la combinación de la resistencia y el condensador [2]. La salida de este circuito se puede predecir mediante la siguiente ecuación:

Figura 6 Amplificadores integradores

Amplificador diferenciador Este dispositivo nos permite obtener la derivada de la señal de entrada. En el caso general la tensión de entrada variará con el tiempo Vi= Vi(t). La principal diferencia que se observa en este circuito es la presencia de un condensador de capacidad constante C [2].

Como se sabe la carga Q que almacena un condensador es proporcional a su capacidad C y a la diferencia de potencial V a la que estén sometidos las armaduras de éste (Q=CV). Es fácil entender que si la tensión varía con el tiempo y la capacidad del condensador es constante, la carga que éste almacena también variará con el tiempo, Q= Q(t) [2].

Figura 7 Amplificador diferenciador

Bibliografía

[1] Jorge

Benites.

Amplificadores

Operacionales.

Recuperado

de:

https://es.slideshare.net/JORGEBENITEZ48/amplificadores-operacionales64045770 [2] Universidad de Valencia.Metodos de operación y aplocacion de los Amplificadores operacionales. Recuperado de: https://www.uv.es/marinjl/electro/aoaplicaciones.htm