Practica 4. Configuraciones Basicas Con Amplificadores Operacionales

Av. Instituto Tecnolgico No. 100, C.P. 49100, A.P. 150 Cd. Guzmn,

Jal.

Tels. (341) 575 20 50, Fax: 575 20 74, www.itcg.edu.mx

SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIOR

DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR

TECNOLGICA

INSTITUTO TECNOLGICO DE CD. GUZMN

60 Aos de Excelencia en Educacin Tecnolgica

2008, Ao de la Educacin Fsica y el Deporte.

DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA

LABORATORIO DE ELECTRNICA

MATERIA: Amplificadores Operacionales

CLAVE: ECC-0414 Horas Tericas: 4 Horas Prcticas: 2

PRCTICA No. 4

CONFIGURACIONES BSICAS CON AMPLIFICADORES

OPERACIONALES

PROFESOR: Ing. Jorge Horacio Meja Garca

ALUMNOS:

Arnan Misael Negrete Michel 12290391

Wilman Ulises Ra Jimnez 12290400

Misael Martnez Solano 12290384

Cristian Gabriela Salvador Ayala 122904

AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONFIGURACIONES BSICAS CON AMP-OP

INTRODUCCIN

Los amplificadores operacionales de propsito general fueron rediseados para optimizar o incorporar ciertas caractersticas. Los circuitos integrados de funcin especial que contienen ms de un amplificador operacional se desarrollaron entonces para llevar a cabo funciones complejas. Los siguientes son algunos ejemplos:

Capacidad de alta corriente, alto voltaje o ambos.

Mdulos para sonar de emisin y recepcin.

Amplificadores mltiples.

Amplificadores de ganancia programable.

Instrumentacin y control automotriz.

Circuitos integrados para comunicaciones-

Circuitos integrados de radio/audio/video. Los amplificadores de propsito general durarn muchos aos en el mercado. Sin embargo, cabe suponer que se desarrollen circuitos integrados ms complejos en un solo chip que combinen varios amplificadores con circuitos digitales.


MARCO TERICO

Usando retroalimentacin 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 retroalimentacin de

voltaje en paralelo (voltaje-corriente).

1R

2R

ov

iv1i

1i

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

1

2

21

1

R

R

v

vA

R

v

R

vi

i

ov

oi

El signo negativo en la expresin de la ganancia de lazo cerrado del amplificador

nos indica que en la salida se tendr una inversin de fase.

Si a un amplificador inversor le aadimos una o ms entradas, obtendremos un

amplificador sumador, tal como se muestra en la figura 4.2.

1RfR

ov

1iv

2R2iv

iNvNR

1i

2i

Ni

Ti

Ti


Figura 4.2: Amplificador sumador.

Para el amplificador sumador tendremos que

N

iNiifo

f

o

N

iNiiT

R

v

R

v

R

vRv

R

v

R

v

R

v

R

vi

...

...

2

2

1

1

21

2

1

1

Para el caso especial en que R1=R2==RN, la tensin de salida estar dada por

iNiif

o vvvR

Rv ...21

1

En la figura 4.3 tenemos un amplificador no inversor. En esta configuracin se aplica

la entrada directamente a la terminal no inversora, y se retroalimenta parte de la

tensin de salida.

2R

ov

iv

1R 1i

1i

Figura 4.3: Amplificador no inversor.

Para el amplificador no inversor tenemos que

1

2

21

1

1R

R

v

vA

R

vv

R

vi

i

ov

ioi


Para el amplificador restador de la figura 4.4 tenemos que

bao

oba

a

vvR

Rv

R

vv

R

vvi

vRR

Rvv

1

2

2

1

1

1

21

221

Como podemos apreciar en la ltima ecuacin, el amplificador restador amplifica la

diferencia de los dos voltajes de entrada.

1R

2R

ov2v

1v

ai

ai

av

bv

1R2R

Figura 4.4: Amplificador restador.


DESARROLLO DE LA PRCTICA

EQUIPO Y MATERIALES:

EQUIPO

Osciloscopio de dos canales de 20 MHz

Generador de funciones

Fuente de poder dual

Multmetro digital

Tablilla de prueba

COMPONENTES

Amplificador Operacional LM741 o TL081

4 Resistores de 10 K a W

1 Resistor de 100 K a W

DISEO:

Disear los distintos circuitos de las distintas configuraciones bsicas de los

amplificadores operacionales, y comprobar su funcionamiento comparando lo

terico con lo prctico.

IMPLEMENTACIN:

Con el Amp-Op LM741, sobre la tablilla de prueba arme los circuitos mencionados

anteriormente.

PRECAUCIN: Antes de energizar los circuitos, ajuste cuidadosamente los voltajes

de la fuente de poder. No conecte o desconecte componentes del circuito sin antes

apagar la fuente, ya que se pueden daar los circuitos integrados.


RESULTADOS

Montaje del equipo y conexin del circuito en el Protoboard.

AMPLIFICADOR INVERSOR DE GANANCIA UNITARIA

Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 1 Vp-p, de

1 KHz. Ganancia de voltaje unitaria. Av=-R2/R1=-10K/10K=-1

Ancho de banda. Aplicando una frecuencia de 135 kHz.


AMPLIFICADOR INVERSOR CON GANANCIA DE 10

Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 0.5 Vp-p,

de 1 KHz. Ganancia de voltaje de 10. Av=-R2/R1=-100K/10K=-10

Ancho de banda. Aplicando una frecuencia de 30kHz.

La diferencia en el inversor con ganancia unitaria y el de ganancia de 10, trabajan

a una frecuencia distinta, ya que al aplicarle una frecuencia ms baja al segundo

pudimos identificar su ancho de banda, a comparacin del primero que usamos una

frecuencia mas alta.


AMPLIFICADOR SUMADOR

Mediciones de 5 combinaciones distintas de voltaje de entrada, a un amplificador

sumador de 2 entradas.


AMPLIFICADOR RESTADOR

Mediciones de 5 combinaciones distintas de voltaje de entrada, a un amplificador

restador de 2 entradas.


Las mediciones aqu mostradas, son las reales y solamente difieren por muy poco

a los valores calculados tericamente, aun as estn dentro del rango de error,

debido a que no pueden ser exactas por la variacin de los componentes. Solo son

centsimas de diferencia.

AMPLIFICADOR NO INVERSOR

Seales de entrada y salida, aplicando una seal senoidal de entrada de 1 Vp-p, de

1 KHz.


CONCLUSIONES

Arnan Misael Negrete Michel

En el desarrollo de esta prctica pudimos corroborar la informacin y la teora

proporcionada en el aula, donde observamos cmo funciona realmente el

amplificador en cada una de sus configuraciones bsicas.

En cada una de las configuraciones realizadas se comprob tericamente el

resultado, donde pudimos observar que solo haba pequeas variaciones con

respecto a los resultados reales, esto se debe a que pueden tener pequeas

diferencias por sus materiales de fabricacin.

Prcticamente cumplimos con lo deseado, ya que, aunque no eran exactamente

iguales los clculos comparados con los resultados reales, estaban dentro del rango

deseado y la diferencia era mnima.

Wilman Ulises Ra Jimnez

Edgar Misael Martnez Solano

Cristian Gabriela Salvador Ayala

Practica 4. Configuraciones Basicas Con Amplificadores Operacionales

Documents

Transcript of Practica 4. Configuraciones Basicas Con Amplificadores Operacionales