Escuela Politécnica Nacional – Ingeniería Eléctrica y

Escuela Politécnica Nacional – Ingeniería Eléctrica y Electrónica – Amplificadores Operacionales

Abstract— En este documento se hará una reseña histórica del avance de los amplificadores operacionales, desde sus inicios cuando se lo utilizaba para operaciones en las computadoras analógicas hasta las aplicaciones actuales, haciendo un pequeño análisis de las aplicaciones lineales y no lineales. Incluyendo aplicaciones prácticas en Audio, Video y tratamiento de Datos.

INTRODUCCIÓN

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

- Es un amplificador de tensión de ganancia elevada, con entrada diferencial y salida simple.

- El nombre operacional viene porque se usaba para implementar operaciones matemáticas tales como sumas, restas, integración diferenciación, inversión de signo, etc.

- Actualmente se considera como un componente básico de la electrónica analógica.

- Composición:o Etapa de Entrada Diferencial.o Etapas Intermedias Amplificadoras.o Etapas de Potencia de Salida.

SÍMBOLO, TENSIONES y CORRIENTES

CIRCUITO EQUIVALENTE

CARACTERÍSTICA DE TRANSFERENCIA

AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL

- Ganancia de Tensión Infinita.- Impedancia de entrada Infinita.- Impedancia de Salida Nula.- Ganancia en Modo Común Nula.- Ancho de Banda Infinito.- Margen Dinámico ±Vcc.

AMPLIFICADOR OPERACIONAL REAL

HISTORIA

Es a George Philbrick a quien se le atribuye la invención y difusión de los amplificadores operacionales. El nombre del amplificador operacional deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos de realimentación utilizados. Los primeros amplificadores operacionales usaban el componente básico de su tiempo: la válvula de vacío y se la introdujo en el mercado en 1948. Esos primeros amplificadores y las versiones posteriores mejoradas estaban destinados fundamentalmente a emplearse en las computadoras analógicas. Por aquella época la palabra “operacional” estaba relacionada con operaciones matemáticas. Los primeros amplificadores operacionales servían para construir circuitos capaces de sumar, restar, multiplicar e incluso resolver ecuaciones diferenciales.

El uso generalizado de los amplificadores operacionales no comenzó realmente hasta los años 60, cuando empezaron a aplicarse las técnicas de estado sólido al diseño de circuitos

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA – LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

Amplificadores Operacionales

Guerra Gabriel, Salinas Kleber y Zambrano Jonathan

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amplificadores operacionales, fabricándose módulos que realizaban la circuitería interna del amplificador operacional mediante el diseño discreto de estado sólido. Estos amplificadores de circuito integrado revolucionaron algunas áreas de la electrónica por su tamaño pequeño y costo bajo. Entonces, a mediados de los 60, se introdujeron los primeros amplificadores operacionales de circuito integrado. En unos pocos años los amplificadores operacionales integrados se convirtieron en una herramienta estándar de diseño, abarcando aplicaciones mucho más allá del ámbito original de los computadores analógicos. Es más, los amplificadores operacionales en circuitos integrados requieren menos potencia que los componentes discretos. Los circuitos que pueden realizarse con amplificadores operacionales incluyen la generación de señal (osciladores), acondicionamiento de señales, temporizadores, detección de nivel de voltaje y modulación. El amplificador, que era un sistema formado antiguamente por muchos componentes discretos, ha evolucionado para convertirse en un componente discreto el mismo, una realidad que ha cambiado por completo el panorama del diseño de circuitos lineales.

A medida que la tecnología de fabricación adquirió mayor precisión se realizaron mejoras notables a los amplificadores operacionales en dos aspectos:

Algunos transistores BJT fueron reemplazados por transistores JFET y MOS, lo que permite que en la entrada del amplificador se tomen corrientes muy pequeñas y permiten que los voltajes de entrada va-ríen entre los límites de la fuente de alimentación, y permiten que a salida se aproxime a milivolts de los límites de la fuente de poder.

La invención de los encapsulados de doble y cuádru-ple amplificador, los cuales comparten la misma fuente de poder. Por ejemplo, el LM324 es uno muy conocido de este tipo cuádruple y el LM358 es uno doble muy usado.

El amplificador, que era un sistema formado antiguamente por muchos componentes discretos, ha evolucionado para convertirse en un componente discreto el mismo, una realidad que ha cambiado por completo el panorama del diseño de circuitos lineales.Con componentes de ganancia altamente sofisticados disponibles al precio de los componentes pasivos, el diseño mediante componentes activos discretos se ha convertido en una pérdida de tiempo y de dinero para la mayoría de las aplicaciones dc y de baja frecuencia. Claramente el amplificador operacional integrado ha redefinido las "reglas básicas" de los circuitos electrónicos acercando el diseño de circuitos al de sistemas.Los Amplificadores de Propósito General durarán muchos años en el mercado. Sin embargo, cabe suponer que se desarrollen circuitos integrados más complejos en un solo chip que combinen varios amplificadores con circuitos digitales. De hecho, con el advenimiento de la tecnología de integración

a gran escala (VLSI), es inevitable que se fabriquen sistemas complejos en un solo chip.

APLICACIONES

LINEALESAmplificador Inversor

Es el amplificador de ganancia constante más ampliamente usado. La ganancia está determinada por una resistencia de entrada R1 y una resistencia de realimentación R2. La salida está desfasada con respecto a la señal de entrada.

Para encontrar su ganancia se seguirá el siguiente procedimiento:1.- La ecuación de nodos de Kirchhoff en v+ da

v+¿=0¿2.- La ecuación de nodos de Kirchhoff en v- da

v¿−v−¿

R1

+v0−v−¿

R2

=0¿¿

3.- Haciendo v+=v-, se obtienev+¿−v−¿=0¿ ¿

v+¿=v−¿=0¿ ¿

Ahora se despeja la ganancia de lazo cerrado como

Av=v0

v¿=

−R2

R1

Nótese que la ganancia de lazo cerrado, Av, depende de la relación de los dos resistores, R1/R2, y es independiente de la ganancia de lazo abierto, G. Este resultado deseable se debe a la utilización de retroalimentación de una porción de la tensión de salida que se resta de la tensión de entrada. La retroalimentación de la salida a través de R2 sirve para llevar la tención diferencial, vi=v+ - v-, a cero. Como la tensión de entrada no inversora, v+, es cero, la retroalimentación tiene el efecto de llevar v- a cero. Por tanto, en la entrada del

amplificador operacional, v+¿=v−¿=0¿ ¿ y existe una tierra virtual

en v-, El término virtual significa que la tensión, v-, es cero (potencial de tierra), pero no fluye ninguna corriente real en este cortocircuito, ya que no puede fluir ninguna corriente en las terminales inversora o no inversora.1

Sumador de Señales

1 J.C. Savant, Diseño Electrónico, pág. 342FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA – LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

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Se expande ahora el resultado anterior al caso de entradas múltiples. El amplificador mostrado produce una salida que es una suma negativa de varias tensiones de entrada. La ecuación de nodos en la entrada inversora está dada por

v−¿−v0

RF

+v−¿−v1

R1

+v−¿−v2

R2

+v−¿−v3

R3

=0¿¿¿¿

Como v+ = v-, entonces v+ = 0 = v-, y se despeja v0 en términos de las entradas como sigue:

v0=−RF( v1

R1

+v2

R2

+v3

R3)=−RF∑

i=1

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( v i

Ri)

La extensión a n entradas es obvia.

v0=−RF∑j=1

n

( v i

Ri)

Seguidor de Tensión

En esta configuración tenemos que:V i=V 0

La Figura muestra el circuito equivalente para señal de un seguidor de tensión. Aunque aparenta ser simple, el circuito es muy próximo a uno ideal porque la realimentación negativa es máxima. Como se puede observar, la resistencia de realimentación es cero. Por tanto, toda la tensión de salida se realimenta hacia la entrada inversora. Debido a la existencia del cortocircuito virtual entre las entradas del amplificador operacional, la tensión de salida es igual a la tensión de entrada. Lo que significa que la ganancia de tensión en lazo cerrado es 1. Por tanto, el seguidor de tensión es un circuito seguidor perfecto porque produce una tensión de salida que es exactamente igual a la tensión de entrada (o suficientemente parecidas como para satisfacer casi cualquier aplicación). Además la realimentación negativa máxima produce una impedancia de entrada en lazo cerrado que es mucho mayor que la impedancia de entrada en lazo abierto. También, la

alimentación negativa máxima produce una impedancia de salida en lazo cerrado que es mucho menor que la impedancia de salida en lazo abierto. Por tanto, se obtiene un método casi perfecto para convertir una fuente de alta impedancia en una fuente de baja impedancia

Lo más importante que se debe entender es lo siguiente: el seguidor de tensión es el interface ideal para usar entre una fuente de impedancia alta y una carga de impedancia baja. Básicamente, transforma la tensión de la fuente de tensión de alta impedancia en una fuente de tensión de baja impedancia. El seguidor de tensión se puede ver en una gran cantidad de aplicaciones prácticas. Otra ventaja es el bajo error de offset de salida porque 1os errores (offsets) de entrada no se amplifican. Como la ganancia es 1, la tensión de offset de salida total es igual a la suma de 1os offsets de entrada en el peor caso.2

Amplificador No Inversor

Para el análisis para el amplificador no inversor se sigue de nuevo el procedimiento q se tomo para el amplificador inversor.1.- Escribir una ecuación de nodo en v+ para obtener

v+¿=v i ¿

2.- Escribir una ecuación de nodo en v- para obtener

v−¿−0

R1

+v−¿−v0

R2

=0¿¿

3.- Hacer v+ = v-; y sustituir por v-, ya quev+¿=v i=v−¿¿ ¿

Entoncesv i

R1

+v i−v0

R2

=0

Despejando la ganancia se obtiene

AV =v0

v i

=1+R2

R1

El amplificador no inversor es otro circuito básico de amplificador operacional. Entre sus ventajas se encuentran la ganancia de tensión estable, alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida.

NO LINEALES

2 Malvino Albert, “Principios de Electrónica”, pág. 381FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA – LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

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Circuito Integrador

Si el componente de retroalimentación utilizado es un capacitor, a la conexión resultante se le denomina integrador. Es posible deducir una expresión para el voltaje entre la entrada y la salida en términos de la corriente I, que va de la entrada a la salida. Recuerde que tierra virtual significa que es posible considerar el voltaje en la unión de R y Xc como tierra (debido a que Vi=0 V) pero que no existe corriente que vaya a tierra en ese punto. La impedancia capacitiva puede expresarse como:

X c=1

jωC= 1

sCDonde s= jω en la notación de Laplace. Al resolver para V0/V1 se tiene

I=V 1

R1

=−V 0

X c

=−V 0

1sC

=−sC V 0

V 0

V i

= −1sC R1

La expresión anterior puede volverse a escribir en el dominio del tiempo como

V 0 ( t )= −1R1C∫V 1(t)dt

Esta ecuación muestra que la salida es la integral de la entrada con una inversión y un multiplicador de escala 1/R1C. La habilidad para integrar una señal determinada proporciona a una computadora analógica la habilidad de resolver ecuaciones diferenciales. Si se aplica un voltaje fijo como entrada de un circuito integrador, el voltaje de salida crece a lo largo de un periodo, con lo que se proporciona una rampa de voltaje como se puede observar en la figura.

Circuito Diferenciador

La ecuación de nodos en la entrada inversora está dada por:

C∂

∂ t¿

Como v+ = v-, entonces v+ = 0 = v-, y se despeja v0 en términos de las entradas como sigue:

V 0=−RF C∂

∂ t(V 1 )

Comparador en lazo abiertoFrecuentemente se quiere comparar una tensión con otra para ver cuál es la mayor. En esta situación, un comparador puede ser la solución perfecta. Este circuito tiene dos terminales de entrada (inversor y no inversor) y un terminal de salida. Es diferente a 1os circuitos lineales con amplificadores operacionales, ya que existen dos estados en la salida, dependiendo de si la tensión es alta o baja. Por esta razón, 1os comparadores son comúnmente usados como conexión entre circuitos analógicos y digitales. La manera más simple de construir un comparador consiste en conectar un amplificador operacional sin resistencias de realimentación. Dada la alta ganancia de tensión en lazo abierto, una tensión de entrada positiva provoca una saturación positiva, y una tensión de entrada negativa provocará una saturación negativa.

Comparador con Histéresis

Los circuitos comparadores con histéresis, también denominados trigger de Schmitt, presentan una característica entrada-salida que depende del sentido de variación de la señal de entrada.


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Como se puede ver en la figura, si la tensión de entrada (VI) empieza a crecer desde un valor igual a cero, la salida (VO) se mantiene a un nivel alto hasta que la entrada alcanza un valor VH. Si se recorre el camino en sentido contrario, es decir, desde un valor alto se va disminuyendo la tensión, la salida se mantiene a un nivel bajo mientras la entrada sea superior a VL. Esta diferencia entre los umbrales de comparación para los que se produce un cambio brusco de la señal de salida se llama histéresis. Los circuitos comparadores con histéresis se pueden obtener de diversas formas.

Comparadores de Ventana

Un comparador de ventana indica el momento en que la tensión de entrada excede cierto límite o umbral. Un comparador de ventana (también llamado detector de límite doble) detecta cuando la tensión de entrada está entre dos límites. Para construir un comparador de ventana se utilizan dos comparadores con umbrales distintos.

Nivel de salida bajo entre los límites:

El circuito tiene un PCI y un PCS. La tensión de referencia se puede obtener de un divisor de tensión, unos diodos Zener o de otros circuitos. Cuando Vin, es menor que PCI o mayor que PCS, la salida está a nivel alto. Cuando Vin, está entre PCI y PCS, la salida está a nivel bajo.Este es el funcionamiento teórico, para cuyo análisis supondremos que PC1 = 3 V y PCS = 4 V. Cuando Vin < 3 V, el comparador A1 tiene una salida positiva y A2 negativa. El diodo D1 conduce y D2 está en corte. De esta forma, la tensión de salida está en nivel alto. Igualmente, cuando Vin > 4 V, el comparador A1

tiene una salida negativa y A2 positiva. El diodo D1

está en corte y D2 conduce. La tensión de salida está en nivel alto. Cuando 3 V < Vin < 4 V, A1 y A2 tienen una salida negativa, D1 y D2 están en corte y la tensión de salida está en nivel bajo.

Nivel de salida alto entre 1os limites:

El circuito utiliza un comparador cuádruple que necesita de una resistencia externa de pull-up. Se observa que la tensión de salida está en nivel alto cuando la tensión de entrada está entre 1os dos límites. Para este análisis supondremos las mismas tensiones de referencia del ejemplo anterior. Cuando Vin < 3 V, el comparador inferior lleva la salida a cero. Cuando Vin > 4 V, el comparador superior lleva la salida a cero. Cuando 3 V < Vin < 4 V, el transistor de salida de ambos comparadores esta en corte, con lo que la salida sube a +5 V.

Convertidores de Forma de Onda

Sinusoidal a Cuadrada

Cuadrada a Triangular

Triangular a Pulso

APLICACIONES EN AUDIO

AMPLIFICADORES DE AUDIO

Una utilización común para amplificadores lineales es proporcionar ganancia a sistemas de audio. Un amplificador de audio recibe una señal de entrada de un micrófono, una aguja de tocadiscos, un tocacintas o un sintonizador de AM/FM. La salida del amplificador alimenta un sistema de bocinas, auriculares o una grabadora. Estos dispositivos de


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entrada por lo general tienen baja tensión de salida y alta impedancia de salida. Por tanto, la impedancia de entrada del amplificador debe ser muy alta de modo que sea mucho mayor a la impedancia de salida del dispositivo entrada. Si esto no se cumple, el amplificador carga de manera significativa al dispositivo de entrada, y por lo tanto la ganancia disminuye.Los dispositivos que son alimentados por el amplificador en general tienen baja impedancia. Por ejemplo, la impedancia de una simple bocina es normalmente de 8 Ω. Estos dispositivos pueden requerir potencias del orden de 1 a 10 W.

Ejemplo

Encuéntrese la máxima resistencia de salida para un amplificador de audio que debe desarrollar una potencia de salida de 1 W en una bocina de 8 Ω. Encuéntrese también la corriente que debe ser capaz de proporcionar el amplificador operacional. Supóngase que se dispone de una tensión de salida de 16 V pico a pico en el amplificador sin carga.

Solución: La corriente de carga pico esta dada por:

i pico= v pico

R s+ R L= 8

R s+8

Donde Rs es la resistencia de salida del amplificador. Si se supone que la salida es senoidal, la potencia proporcionada a la carga es

P L=i pico2 R L

2

¿4 i pico2=4 (8R s+8 )2

=1

Como resulta que la potencia en la carga es 1 W, esta expresión se hace igual a 1. Entonces se despeja la ecuación para encontrar la resistencia de salida Rs:

R s=8 ΩEsta es la máxima resistencia del amplificador.Ahora se encuentra la corriente de salida necesaria. Con el fin de desarrollar 1 W de potencia en una carga de 8 Ω, la corriente rms necesaria es 0.353 A. Esto es, si esta cantidad se eleva al cuadrado y se multiplica por 8 Ω (la resistencia de carga), el resultado es uno. Por tanto, el amplificador operacional debe ser capaz de proporcionar esta cantidad de corriente. Por lo común, los amplificadores operacionales no proporcionan suficiente potencia para alimentar bocinas del nivel deseado. El 741, por ejemplo, esta limitado a aproximadamente 20 mA. Una alternativa a es que el diseñador utilice el amplificador operacional para excitar un amplificador Darlington, o CSDC. [6]

PREAMPLIFICADORES

Los preamplificadores son amplificadores de audio con una potencia de salida inferior a 50 mW. Están adaptados para funcionar con bajo ruido, ya que se usan en la primera etapa de los sistemas de audio, donde amplifican señales débiles provenientes de capsulas fonocaptoras, cabezas magnéticas, micr6fonos y otros.

Un ejemplo de un preamplificador integrado es el LM381, un preamplificador doble de bajo ruido. En e1 cada amplificador es independiente del otro.El LM381 tiene una ganancia de tensi6n de 112 dB y un ancho de banda a plena potencia para 10 V de 75 kHz. Funciona como una fuente de alimentaci6n positiva de 9 a 40 V. Su impedancia de entrada es de 100 kΩ y su impedancia de salida es de 150 Ω. Su etapa de entrada es un amplificador diferencial, que permite tanto una entrada diferencial como una entrada asimétrica.

Los amplificadores de audio de nivel medio tienen potencias de salida desde 50 hasta 500 mW. Son muy útiles cerca del terminal de salida de pequeños sistemas de audio, como radios de transistores o generadores de señal. Un ejemplo de estos es el MHC4000P que tiene una potencia de salida de 250 mW.

Los amplificadores de potencia proporcionan mas de 500 mW a la salida. Se usan en amplificadores, interfonos, radios de AM-FM y otras aplicaciones. El LM380 es un ejemplo. Tiene una ganancia de tensi6n de 34 dB, un ancho de banda de 100 kHz y una potencia de salida de 2 W. He aquí otro ejemplo: el LM2002 tiene una ganancia de tensi6n de 40 dB, un ancho de banda de 100 kHz y una potencia de salida de 8 W.

La Figura 18-26 muestra el circuito interno simplificado de un LM380. El amplificador diferencial de entrada utiliza transistores pnp. La señal puede ser acoplada directamente, lo que es una ventaja para los transductores. El amplificador diferencial tiene un espejo de comente (Q5 y Q6) como carga. La salida del espejo de comente va a un seguidor (Q7) y a un excitador en EC (Q8). La etapa de salida es un seguidor de emisor en contrafase clase B (Q13 y Q14).Hay un condensador de compensaci6n interno de 10 pF que atenúa la ganancia de tensi6n en decibelios a una raz6n de 20 dB por década. Este condensador produce un SR

aproximadamente 5 V/μs. [7]

Fig. 18-26. Circuito interno simplificado de un LM380.


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MEJORAS DEL AMPLIFIFCADOR OPERACIONAL EN LA AMPLIFICACION DE AUDIO

Muchos componentes usan circuitos integrados llamados amplificadores operacionales como amplificadores de audio. Los primeros amplificadores operacionales tenían una pobre calidad de sonido, especialmente si no se sabían usar. Algunos ingenieros con un fuerte conocimiento de circuitos integrados y amplificadores operacionales aprendieron que podían mejorar el sonido si reemplazaban los lentos, ruidosos, de bajo slew-rate(velocidad, rapidez), o de otra manera, malos amplificadores operacionales por otros mejores

Una desventaja de reciclar (o modernizar) los amplificadores operacionales es que algunos son mas propensos a oscilaciones no deseadas que otros, Cuanto mas rápido es el operacional, mas propenso será a causar oscilaciones no deseadas, las cuales dañaran el sonido totalmente. Puesto que la tecnología y la experiencia de los diseñadores va mejorando, los amplificadores operacionales de audio van siendo cada vez mejores y el reciclado es cada vez menos útil. Los operacionales mas nuevos están desplazando a los mejores de antes, y suenan sorprendentemente similar a un cable, sin distorsión ni ruido y con respuesta plana.Aun más, hay diferentes amplificadores operacionales para diferentes propósitos. Los amplificadores operacionales bipolares son ideales para preamplificadores donde el ruido es crítico. El OP-27, OP-37, LT1028, y LT1115 son muy bienvenidos para preamplificadores de phono, amplificadores de cabezales, y preamplificadores de micrófonos. Los amplificadores operacionales son incluso más prácticos para señales provenientes de fuentes de baja impedanciaLos dispositivos FET como el OPA604 y el OPA2604 tienen mayor slew rate (velocidad de cambio), mayor ancho de banda, y menor corriente de entrada. Estos operacionales son mejores para entradas de niveles de línea y señales de fuentes de alta resistencia. Algunos amplificadores, como el OP-37 y LT1115 consiguen mayor ancho de banda usando menos compensación interna. Estos amplificadores no son estables con ganancia unidad, y no deberían ser usados en circuitos con ganancia de bucle bajo cerrado o grandes condensadores de realimentación. Algunos de los mejores amp op para audio de hoy en día incluyen: (el * significa que son altamente recomendables)

Single Dual AD845* AD842 AD847 AD827 AD797* NE5535 NE5534 NE5532 OP-27 AD712 LT1115* LM833 AD811 OPA2604* AD841 OP249*

HA5112* LT1057 LT1028 AD744 SSM2016

Con los números de los amplificadores operacionales hay mucha posibilidad de confusión. Aquí esta una guía de los números que es razonablemente precisa:Amp op con números que empiecen con el prefijo del fabricante:

Analog Devices usa AD Burr Brown usa OPA Linear Technology usa LT Motorola usa MC National usa LF y LM PMI usa OP Signetics usa NE y SE TI usa TL. [8]

A continuación en la Figura 1 presentamos ejemplos de op amps usados en la amplificación de audio.

Fig. 1. Ejemplos de op amps.

MONTAJES

A continuación se muestran unos pocos montajes de circuitos amplificadores con amplificadores operacionales

1. PREAMPLIFICADOR CON 741

La Figura 1 muestra el diagrama circuital.


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Fig. 1. Diagrama circuital del preamplificador con 741

Este circuito tiene una ganancia aproximada de 50dB y puede funcionar con fuentes de señales de impedancia alta y mediana. La salida es de baja impedancia y no es necesario usar una fuente simétrica. [9]

2. MEZCLADOR DE TRES ENTRADAS CON 741


Fig. 2. Diagrama circuital del mezclador de tres entradas con 741

Este mixer es extremadamente simple y usa solamente un circuito integrado 741 que posee 3 entradas. La fuente debe ser simétrica con tensiones entre 9 y 15V. Se pueden agregar más entradas y la ganancia de tensión es de 10 veces. [10]

3. AMPLIFICADOR INTEGRADO DE 1W


.

Fig. 3. Diagrama circuital del amplificador integrado de 1w

Este amplificador puede alimentarse con tensiones entre 4 y 12V cuando la potencia varía entre 300mW y 1W. La distorsión es de 0,2% a 1Hz y la impedancia de entrada es de 50K. [11]

4. AMPLIFICADOR DE 4W CON UN INTEGRA-DO

La Figura 4 muestra el diagrama circuital

Fig. 4. Diagrama circuital del amplificador de 4w con un integrado

El LM380 puede proporcionar potencias de hasta 4 W y su tensión de alimentación debe estar en la banda de 8 a 18V. El circuito presentado tiene control de tonalidad y la distorsión está alrededor de 3% para la máxima potencia. [12]

5. AMPLIFICADOR TELEFÓNICO

La Figura 5 muestra el diagrama circuital

Fig. 5. Diagrama circuital del amplificador telefónico

Si bien a primera vista parece unos parlantes manos libres para el teléfono, la principal ventaja de este circuito es que no carga la línea telefónica impidiendo que la misma sea levantada o tomada. Entonces es posible escuchar en un parlante o auricular lo que se conversa por teléfono sin que éste sea alterado o interferido.

El resistor de 330K y el capacitor de 10nF aíslan al circuito de


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la línea impidiendo el paso de tensiones excesivas como la de la señal de timbre (RING) o los picos causados por el discado decádico (PULSOS). El amplificador empleado es un clásico de la electrónica un LM386 sin realimentación. El potenciómetro de 10K permite ajustar el volumen de audición. El circuito puede ser alimentado desde 6 hasta 18 voltios sin inconvenientes. [13]

APLICACIONES EN VIDEO

AMPLIFICADORES DE VIDEO

Un amplificador de video o de banda ancha tiene una respuesta plana (ganancia de tensi6n constante) en un amplio intervalo de frecuencias. Sus anchos de banda típicos suelen abarcar varios megahercios. Los amplificadores de video no son necesariamente amplificadores de continua, pero a menudo tienen una respuesta hasta la frecuencia cero. Se usan en aplicaciones donde el intervalo de frecuencias de entrada es muy grande. Por ejemplo, muchos osciloscopios manejan frecuencias de 0 a 10 MHz, los amplificadores de video se emplean en este tipo de instrumentos para incrementar la amplitud de las señales antes de aplicarlas al tubo de rayos cat6dicos. ,Como otro ejemplo, el receptor de televisi6n utiliza un amplificador de video para manejar frecuencias cercanas a cero hasta cerca de 4 MHz.

Los amplificadores de video integrados tienen ganancias de tensi6n y anchos de banda que se pueden ajustar conectando diversas resistencias externas.Por ejemplo, el VLA702 tiene una ganancia de tensi6n de 40 dB y una frecuencia de corte de 5 MHz; cambiando componentes externos, se puede tener una ganancia útil hasta 30 MHz. El MC1553 tiene una ganancia de tensi6n de 52 dB y un ancho de banda de 20 MHz, que se pueden modificar al cambiar los componentes externos. El LM733 tiene un ancho de banda muy amplio, pudiéndose conseguir una ganancia de 20 dB y un ancho de banda de 120 MHz. [14]

A continuación se muestra unas paginas de una revista que detallan los avances de los amplificadores operacionales en la nuevas tecnologías de video.


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APLICACIONES EN DATOS

Una aplicación esta en ser parte de la interfaz analógica digital. En ella el amplificador operacional interviene en el paso de una señal analógica a digital, y esta señal puede ser usada para llevar algún tipo de dato.A continuación se presenta una página de una revista que muestra los amplificadores operacionales que se usan para interfaz analógica digital:

REFERENCIAS

[1] MALVINO, Albert, “Principios de Electrónica”. Sexta Edición, McGraw – Hill, 2000, pp. 879 – 920.

[2] SAVANT, C. J. Jr., “Diseño Electrónico: Circuitos y Sistemas”, Tercera Edición, 2000, pp. 339 – 378.

[3] COUGHLIN, Robert, “Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales”, Prentice – Hall Inc., 1993, pp. 2 – 5.

[4] DOMÍNGUEZ, José, “Amplificador Operacional”.

[5] Fuentes de Internet: http://www.monografias.com/trabajos45/amplificadores-operacionales/

amplificadores-operacionales2.shtml#origen[6] SAVANT, C. J. Jr., “Diseño Electrónico: Circuitos y Sistemas”, Tercera

Edición, 2000, pp. 427 – 428.

[7] MALVINO, Albert, “Principios de Electrónica”. Sexta Edición, McGraw – Hill, 2000, pp. 706 – 707

[8] Fuentes de Internet: http://club.idecnet.com/~modegar/audio/faqs4.htm

[9] Fuentes de Internet: http://www.clubse.com.ar/MONTAJES/nota19.htm

[10] Fuentes de Internet: http://www.clubse.com.ar/download/pdf/montajes/nota41.htm

[11] Fuentes de Internet: http://www.clubse.com.ar/download/pdf/montajes/nota53.htm

[12] Fuentes de Internet: http://www.clubse.com.ar/MONTAJES/nota25.htm

[13] Fuentes de Internet: http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/telefon/amplitel/index.htm

[14] MALVINO, Albert, “Principios de Electrónica”. Sexta Edición, McGraw – Hill, 2000, pp. 706 – 707.

[15] Fuentes de Internet: http://www.arrow-iberia.com/arrow/arrowd/ad30/pags_intersil.pdf

[16] Fuentes de Internet: http://www.arrowiberia.com/ad/ad17/pagina16_17.pdf


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