PRACTICA # 5

CONVERTIDORES Y OTROS CIRCUITOS CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES

I. OBJETIVOS:

Implementar y observar el funcionamiento de una fuente de corriente

constante usando amplificadores operacionales. Implementar y observar el funcionamiento de un convertidor de corriente a

voltaje usando amplificadores operacionales. Implementar y observar el funcionamiento de un convertidor de voltaje a

corriente usando amplificadores operacionales. Implementar y observar el funcionamiento de un detector de picos usando

amplificadores operacionales.

II. MARCO TEORICO

Fuente de corriente constante: Una fuente de corriente constante aporta corriente de carga, que permanece constante cuando cambia la resistencia de la carga. Como la impedancia de entrada interna del amplificador operacional es extremadamente alta (idealmente infinita), prácticamente toda a Ii circula a través de RL, el cual está conectado en la trayectoria de realimentación. Como Ii = IL, Si RL cambia, IL permanece constante en tanto VENT y Ri se mantengan constantes.

Convertidor de corriente a voltaje: Un convertidor corriente a voltaje convierte una corriente de entrada variable en un voltaje de salida proporcional. Cómo prácticamente toda la Ii circula por la trayectoria de realimentación, la caída de voltaje a través de Rf es IiRf. Debido a que el lado izquierdo de Rf está a tierra virtual (0 V), el voltaje de salida es igual al voltaje a través de Rf, el cual es proporcional a Ii. Vsal = IiRf

Convertidor de voltaje a corriente: Este

circuito se utiliza en aplicaciones en las que es necesario tener una corriente de salida (carga) controlada por un voltaje de entrada. Despreciando el desequilibrio de voltaje de entrada, tanto la terminal inversora como la no inversora del amplificador operacional se encuentran al mismo voltaje, Vent Consecuentemente, el voltaje a través de R1 es igual a Vent. Como la corriente en la entrada inversora es despreciable, la corriente a través del R1 es la misma que la corriente a través de RL; por lo

tanto IL=

.

Detector de picos: Una aplicación

interesante del amplificador operacional es un circuito detector de picos. En este caso, el amplificador operacional se utiliza como comparador. Este circuito se utiliza para detectar el pico del voltaje de entrada y guardar dicho voltaje pico en un capacitor. Cuando se aplica un voltaje positivo a la entrada no inversora del amplificador operacional, el voltaje de salida de alto nivel del amplificador operacional polariza en directa al diodo y carga al capacitor. Éste continúa cargándose hasta que su voltaje alcanza un valor igual al voltaje de entrada y por lo tanto ambas entradas del amplificador operacional están al mismo voltaje. En este momento, el comparador basado en un amplificador operacional cambia y su salida se va al nivel bajo. El diodo ahora está polarizado en inversa y el capacitor deja de cargarse. Ha alcanzado un voltaje igual al valor pico de Vent y lo mantendrá hasta que, con el tiempo, la carga se fugue o hasta que se reinicie. Si ocurre un pico de entrada más grande, el capacitor se carga al nuevo pico.

III. PROCEDIMIENTO

1. Implementar el siguiente circuito:

Modificar RL dejando VIn y RI

constantes. Medir las corrientes IL e

Ii para cada caso.

Fuente de corriente constante

2. Implementar el siguiente circuito y

medir IL.

Convertidor de voltaje a corriente

Convertidor de voltaje a corriente

3. Implementar el siguiente circuito:

Modificar RL dejando Iin constante y

medir el voltaje de salida.

Convertidor de corriente a voltaje

4. Implementar el siguiente

circuito variar el capacitor y

describir lo que pasa.

Detector de picos

TOMA DE RESULTADOS

1. Fuente constante de corriente

Vin RL Ii IL

5V 1KΩ 0.78mA 0.78mA

5V 2.2KΩ 0.71mA 0.71mA

5V 3.9KΩ 0.61mA 0.61mA

2. Convertidor voltaje a corriente

Corriente IL

calculada medida

3mA 3.3mA

3. Convertidor de corriente a voltaje

IIn RL Vsal

calculado medido

2mA 2.2 KΩ -4.4V -4.4V

2mA 1 KΩ -2V -1.97V

2mA 3.2 KΩ -6.4V -6.42V

4. Detector de pico

C=10uF: el capacitor se carga instantáneamente al valor del pico más

alto y se descarga lentamente al nivel del voltaje presente en la

entrada.

C=0.1uF: el capacitor se carga instantáneamente al valor del pico más

alto y se descarga rápidamente al nivel del voltaje presente en la

entrada

C=33uF: el capacitor se carga instantáneamente al valor del pico más

alto y se descarga lentamente al nivel del voltaje presente en la

entrada.

ANALISIS (% ERROR)

CIRCUITO VOLTAJE CALCULADO

VOLTAJE MEDIDO

%ERROR

Convertidor de voltaje a corriente

3mA

3.3mA

10%

Convertidor de corriente a voltaje

-4.4V

-4.4V

0%

-2V

-1.97V

1.5%

-6.4V

-6.42V

0.31%

IV. CONCLUSIONES

Del circuito de fuente de corriente constante se observo que al variar el valor de la resistencia de realimentación la corriente cambia muy poco, idealmente debería mantenerse constante pero por factores de calidad del amplificador usado pudo causar variaciones.

Del circuito convertidor de voltaje a corriente se observo que la corriente medida se acerca a los valores calculados teóricamente, por lo que se puede concluir que el amplificador operacional es ideal para esta aplicación.

Del circuito convertidor de corriente a voltaje se observo que el voltaje es proporcional al valor de la resistencia cuando la corriente de entrada se mantiene constante, como se vio en la clase teórica. Además este circuito es muy estable como se pudo comprobar con los valores obtenidos a partir de las medidas hechas.

Del circuito detector de picos se observo que es ideal para almacenar valores de voltajes picos para poder identificar el verdadero valor de estos, además se vio que al usar un capacitor de mayor valor, el voltaje pico se almacena por mayor tiempo en el circuito, por lo que es más fácil identificar su valor.

V. WEBGRAFIA

http://www.detotus.com/OPERACIONALES%20EN%20FUENTES%20DE%20PODER.

pdf

http://electronica.webcindario.com/glosario/detecpic.htm

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/CONVERTIDOR-CORRIENTE-A-

TENSION.php