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Instituto Tecnolgico de Celaya

Departamento de Ingeniera Mecatrnica Instrumentacin Amplificadores

Rico Arellano Mariel Santoyo Cruz Karina

RESUMEN En este pequeo texto se mostrarn algunos de los amplificadores que existen, es decir sus circuitos y se hablar ms a fondo del amplificador de instrumentacin que es una combinacin de varios amplificadores. PALABRAS CLAVE Amplificador, circuito, ganancia, integrado, resistencia. INTRODUCCIN El amplificador se trata de un dispositivo electrnico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G*(V+ V) el ms conocido y comnmente aplicado es el UA741 o LM741. El primer amplificador operacional monoltico, que data de los aos 1960, fue el Fairchild A702 (1964), diseado por Bob Widlar. Le sigui el Fairchild A709 (1965), tambin de Widlar, y que constituy un gran xito comercial. Ms tarde sera sustituido por el popular Fairchild A741 (1968), de David Fullagar, y fabricado por numerosas empresas, basado en tecnologa bipolar. DESARROLLO A continuacin se mostrarn algunos circuitos y simulaciones caractersticas de los amplificadores, pero se explicar de manera detallada el amplificador Integrador, es decir se mostrarn algunos clculos para poder determinar la ganancia. Algunos de los amplificadores son los siguientes:

Circuito Amplificador inversor

Circuito Amplificador no inversor

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Circuito sumador inversor

Circuito Restador

Buffer o impulsor

Circuito Diferenciador

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Filtro pasa bajas

Filtro pasa altas

Circuito integrador

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Como se ve el amplificador de instrumentacin es un amplificador diferencial, cuya ganancia puede establecerse de forma muy precisa y que ha sido optimizado para que opere de acuerdo a sus propias especificaciones an en un entorno hostil. Es un elemento esencial de los sistemas de medida, en los que se ensambla como un bloque funcional que ofrece caractersticas funcionales propias e independientes de los restantes elementos con los que interacciona. Estos circuitos amplifican la diferencia entre dos seales de entrada y rechazan cualquier seal que sea comn a ambas seales. Estos circuitos se utilizan principalmente para amplificar seales diferenciales muy pequeas en muchos procesos industriales, medicin, adquisicin de datos y aplicaciones mdicas. Ante las exigencias de medida que imponen los sensores, estos circuitos deben cumplir unos requisitos generales:

-Ganancia: seleccionable, estable y lineal.

-Entrada diferencial: con CMMR alto. -Error despreciable debido a las corrientes y tensiones de offset. -Impedancia de entrada alta. -Impedancia de salida baja.

Funcionamiento La configuracin ms utilizada como amplificador de instrumentacin, est constituida por tres amplificadores operacionales y se suele dividir en dos etapas principales: Etapa pre-amplificacin y Etapa diferencial.

Para el anlisis del Circuito de Instrumentacin, se va a utilizar el siguiente circuito:

Etapa Pre-Amplificacin Aumenta la impedancia de entrada del conjunto. Gracias a su configuracin no inversora, iguala la impedancia del circuito a la del A.O. Suelen utilizarse operacionales con entradas basadas en FET, para conseguir bajas corrientes de polarizacin. A continuacin, se va a proceder al anlisis de esta parte del circuito.

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Suponiendo que los amplificadores operacionales son ideales, se obtienen las siguientes expresiones:

Teniendo eso en cuenta, se obtienen las ecuaciones de las siguientes corrientes:

Puesto que el amplificador operacional no extrae ninguna corriente y aplicando las leyes de Kirchoff para las corrientes:

Por lo tanto:

Restando VA y VB y simplificando:

Etapa Diferencial Esta parte del circuito es un circuito diferencial.

A continuacin, se va a proceder al anlisis de esta parte del circuito. Aplicando las leyes de Kirchoff, se obtienen las expresiones de las siguientes corrientes:

Suponiendo que el amplificador operacional es ideal, se obtiene la siguiente expresin:

Sustituyendo V3- por V3+ en las ecuaciones anteriores:

Puesto que el amplificador operacional no extrae ninguna corriente y aplicando las leyes de Kirchoff para las corrientes:

Por tanto:

Sustituyendo V3+ en la expresin de Vout:

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Por ltimo, se sustituye la expresin (VB-VA) conseguida en la etapa pre-amplificadora en la ecuacin anterior:

Se puede observar que con RG se puede ajustar la ganancia. An as, hay que tener en cuenta que el ajuste no es lineal, ya que RG est en el denominador.

CONCLUSIN El anlisis previo de las ecuaciones analizadas por medio de las leyes de Kirchoff ayuda al comprendimiento del cmo obtener una ganancia especfica dependiendo de cul sea la apropiada en cada caso que se aplique, adems de que con ello es posible adaptarlo en otros sistemas instrumentados. REFERENCIAS [1] https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/09/amplificador-de-instrumentacion/ [2] ftp://ftp.ehu.es/cidira/dptos/depjt/Instrumentacion/BK-ANGEL/04_Amplificadores_Instrumentaci%F3n/Amplificadores%20de%20Instrumentaci%F3n(doc).PDF

https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/09/amplificador-de-instrumentacion/https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/09/amplificador-de-instrumentacion/https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/09/amplificador-de-instrumentacion/