Tipos de amplificadores operacionalesDescripción completa
Descripción completa
Amplifcadores de Transconductancia. Transconductancia. Aunque la mayoría de los filtros activos están construidos en base a fuentes de tensión controladas por tensión (A.O.), su uso está restringido a determinadas aplicaciones debido sobre todo a su ganancia dependiente de la frecuencia (hasta audiofrecuencia). Además son más difíciles de integrar en circuitos integrados (es difícil integrar un filtro activo !" con A.O. con otros circuitos analógicos o digitales en el mismo chip). #e tiende por tanto a reali$ar filtros activos con otros elementos que introdu$can ganancia y que se denominan %Amplificadores de transconductancia&, que son fuentes de corriente controladas por tensión. 'stos amplificadores suelen tener un ancho de banda bastante mayor que los AA.OO. y suelen ser más fácil integrarlos en un chip unto con otra circuitería además de que, en general, necesitaremos menos elementos para reali$ar el mismo filtro. 'l circuito equivalente de un amplificador de transconductancia ideal es
I O
=
g m (V +
− V
#u funcionamiento ideal es
−
) y ademas, tanto su impedancia de entrada como de salida
seran infinitas.
'n algunos casos, la transconductancia g m es variable y se puede controlar por medio de una corriente de control (* c), es decir, g m + * c . =
as anteriores serán las características ideales, pero en la práctica las impedancias de entrada y salida no serán infinitas y la transconductancia, g m, muchas veces dependerá de la frecuencia. Además, habrá que tener en cuenta otras limitaciones prácticas como el peque-o ≤ ./ rango de se-al de entrada ( m0), limitación de se-al de salida, corrientes de polari$ación, etc. Ahora bien, la limitación de ancho de banda es mucho menor ya que el ancho de banda es mayor que en los AA.OO.. 1eniendo en cuenta las características no ideales de entrada y salida, se puede obtener un modelo equivalente para el amplificador de transconductancia
Ejemplo 1: Anali$ar la 2e del siguiente circuito
Solución: 3ara obtener la solución plantearemos el circuito equivalente
Yi lamamos
=
Ci s +
4
Y/
Ri
=
C/ s +
4 R/
,
, tenemos
Y I
=
Y /
=
/
#i el amplificador fuese ideal entonces masa de valor
y por tanto el circuito simula una resistencia a
/
Rin
=
4 g m
#i se intercambian los terminales de entrada del amplificador
Rin
=−
4 g m
3or lo que vemos que fácilmente puede implementarse tanto resistencias positivas como negativas. 'sto permite, además, dise-ar filtros activos !" sólo con condensadores y amplificadores de este tipo. Ejemplo 2: Anali$ar el siguiente circuito suponiendo ideales los amplificadores de transconductancia
que representa una sección de segundo orden pasobanda.
2.1. Bloques activos utilizando transconductancias. Aunque los amplificadores operacionales son los dispositivos más usados en el dise-o de bloques activos, debido a la mayor facilidad de integración de los amplificadores transconductancias (O1A) y a la mayor sencille$ de dise-o en determinados casos, vamos a estudiar alg5n circuito sencillo basado en ellos (consideraremos los O1A ideales).
1.- Resistencia. 'l dise-o de una resistencia puesta a tierra se vio anteriormente.
3ara conseguir una %resistencia flotante& necesitamos que la corriente * fluya hacia un 6 terminal. Anali$amos el siguiente circuito
2.- Sumador. 7ecesitamos un O1A por cada se-al a sumar mas otro de salida.
3.- Integrador.
4.- Simulador de bobinas: -Bobina puesta a tierra.
a ganancia de cada amplificador pueden ser distintas. Bobina flotante: