DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE ELECTRÓNICA MATERIA: Electrónica Analógica III CLAVE: ECC-0414 Horas Teóricas: 4 Horas Práctic...
Descripción: Se tiene como finalidad que se conozca el funcionamiento y comportamiento de un circuito sumador elaborado a través de un amplificador operacional, el cual puede ser usado para realizar un mezclado...
Los amplificadores operacionales son circuitos cuyas características de funcionamiento los hacen muy versátiles, y con ellos se pueden resolver diversos tipos de problemas relacionados con el proce...Descripción completa
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Diseño de un inversor monofasico con un microcontrolador, tecnica SPWMDescripción completa
Introducción En esta práctica vamos a armar las configuraciones básicas con amplificadores operacionales: inversor, sumador, no inversor y restador, mediremos las ganancias de las mismas. Veremos también la reacción de algunas de estas configuraciones a frecuencias elevadas.
Marco teórico Usando retroalimentación 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 retroalimentación de voltaje en paralelo (voltaje-corriente). R2 i1
R1
vi
i1
vo
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 i1
vi
vo
R1
R2
Av
vo
R2
vi
R1
El signo negativo en la expresión de la ganancia de lazo cerrado del amplificador nos indica que en la salida se tendrá una inversión de fase. Si a un amplificador inversor le añadimos una o más entradas, obtendremos un amplificador sumador, tal como se muestra en la figura 4.2. vi1 vi 2 viN
R1 R2
R f
i1 i2
RN
iT iT
i N
Figura 4.2: Amplificador sumador.
vo
Para el amplificador sumador tendremos que iT vo
Para el caso especial en que
vi1
vi 2
R1
R21
R f
vi1
vi 2
R1
R2
R 1=R 2=…=R N,
vo
R f R1
viN
vo
R N
R f
...
viN
...
R N
la tensión de salida estará dada por vi1
vi 2
viN
...
En la figura 4.3 tenemos un amplificador no inversor. En esta configuración se aplica la entrada directamente a la terminal no inversora, y se retroalimenta parte de la tensión de salida. R2 R1
i1
vo
i1
vi
Figura 4.3: Amplificador no inversor.
Para el amplificador no inversor tenemos que i1 Av
vi
vo
R1
vi
R2
vo
R2
1
vi
R1
Para el amplificador restador de la figura 4.4 tenemos que v1 ia vo
v2 vb
R2 R1 R2 v1
v1
R1 R2 R1
va vo
R2 va
vb
Como podemos apreciar en la última ecuación, el amplificador restador amplifica la diferencia de los dos voltajes de entrada.
R2 vb va
R1 ia
R1
ia
v1
v2
vo
R2
Figura 4.4: Amplificador restador.
Desarrollo de la práctica Amplificador inversor Usando un amplificador operacional LM741 armamos el amplificador inversor con ganancia unitario que mostramos a continuación
Al aplicar una señal senoidal de 1V p-p a una frecuencia de 1 kHz obtuvimos lo siguiente: Ganancia de voltaje:
Medimos el Ancho de banda: 58 kHz
Ya que a esta frecuencia la ganancia se reduce al 70%. Armamos el siguiente circuito:
Resultados
Av(1kHz) onda senoidal BW Av(1kHz) onda cuadrada SR Voffset
LM741 1 224kHz 1 0.75 V/µs 7mV
TL081 1 2.879MHz 1 7.5 V/µs 0.3mV
Conclusiones Con estos amplificadores como muchos otros cuenta con una gran variedad de aplicaciones ya que podemos nosotros manipular las ganancias y las frecuencias que realmente queremos obtener. Cuando estábamos trabajando con el amplificador operacional LM741 en este observamos que su ganancia fue de 1, además estaban en fase. Con una frecuencia de corte de 224kHz que es la frecuencia alta de corte o el limite del ancho de banda. También se le aplico una señal cuadrada y se obtuvo la misma ganancia de 1. En lo que respecta al amplificador TL081 obtuvo la misma ganancia de 1, pero con una frecuencia de 2.879MHz que es mucho mayor a la frecuencia de corte del amplificador LM741 también estaba en fase con la señal de entrada.
Bibliografía Datasheet del LM741 Datasheet del TL081 Proteus Amplificadores Operacionales y circuitos integrados lineales Quinta edición Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll
