• Document: Unidad Orientativa (Electrónica) Amplificadores Operacionales
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Unidad Orientativa 1 (Electrónica) “Amplificadores Operacionales” Curso introducción a los Amplificadores Operacionales – Modulo Electrónica Autor: Ing. Martin A. Torres Índice Temático 2 1. Que son los amplificadores operacionales? 2. Conociendo a los Amp. Op. 3. Parámetros Principales. 4. Circuitos Básicos • Comparador • Amplificador No inversor y Seguidor de Tensión • Amplificador Inversor • Sumador • Restador • Filtro Pasa Alto y Pasa Bajo Curso introducción a los Amplificadores Operacionales – Modulo Electrónica Autor: Ing. Martin A. Torres 1_Que son los Amplificadores Operacionales? Los Amplificadores operacionales, son dispositivos de estado solido que se implementan como bloque constructivo en una gran variedad de circuitos análogos, como así también digitales. Algunas de sus aplicaciones mas importantes incluyen: preamplificadores, amplificadores de voltajes, ecualizadores, comparadores de voltajes, generadores de funciones, filtros activos, osciladores, entre otros... Fueron el corazón de las primeras computadoras electrónicas, y hoy en día, siguen 3 ocupando un lugar privilegiado entre los circuitos integrados de más empleo. 2_Conociendo a los Amp. Op. Un amplificador operacional es, básicamente un amplificador de voltaje de alta ganancia acoplado directamente. En la siguiente figura se muestra su simbología Externamente consta de dos líneas de entrada una inversora y otra no inversora, una línea de salida y dos líneas de alimentación que se conecta generalmente a una fuente bipolar simétrica, esto permite que la salida pueda tomar valores tanto positivos como negativos dependiendo de la relación de las entradas. Esto se puede apreciar mejor si analizamos la ecuación para el voltaje de salida: Vo = Ao * (V2-V1) Donde Ao se conoce como la ganancia en lazo abierto o la ganancia natural del Amp. Op., cuyo valor es generalmente en el orden de los millones, más adelante se tratará este tema. Curso introducción a los Amplificadores Operacionales – Modulo Electrónica Autor: Ing. Martin A. Torres La relación entre las entradas y la salida puede observarse en la siguiente figura: 4 Como podemos ver en el ejemplo, si se implementa un voltaje en la entrada negativa, mientras que la entrada positiva es cero, se produce un desfase de 180 grados, es decir, en la salida tendremos una inversión con respecto a la entrada. En este otro ejemplo, se observa que un voltaje aplicado a la entrada positiva mientras la entrada negativa es cero, produce un voltaje de igual fase en la salida pero de valor amplificado. Curso introducción a los Amplificadores Operacionales – Modulo Electrónica Autor: Ing. Martin A. Torres 3_Parámetros Principales: Naturalmente como todo dispositivo eléctrico y electrónico, el Amp. Op. también tiene ciertos parámetros que nos ayudan a escoger un amplificador de otro. A continuación se mencionan los parámetros más importantes que caracterizan a un Amp. Op.: 1_ Ganancia de Voltaje en Lazo Abierto (Ao): Idealmente un Amp Op debe tener una ganancia infinita, en la práctica este valor puede llegar hasta 100000, aunque es más común representar este valor en unidades de decibelios (20*log(100000) = 100dB). 5 Recuérdese siempre que el Amp Op amplifica solo voltaje, para la corriente se requieren transistores de potencia tipo BJT o MOSFET. 2_ Impedancia de Entrada (Rin): Es la resistencia que observa el circuito de entrada externo entre las entradas positiva y negativa. Su valor esta entre 1M. a 1T., esta característica le permite conectarse con fuentes de tensión relativamente sensible sin perder la señal debido a que es como si no existiera una conexión real. 3_ Impedancia de Salida (Rout): Es la resistencia que observa el circuito de salida externo en el pin de salida. Su valor esta entre 10 a 100., esta característica evita que el voltaje amplificado pase en su totalidad hacia el circuito de salida. 4_ Ancho de Banda o Frecuencia de Corte (BW ó Ft): Es la máxima frecuencia que el amp op puede procesar con el mismo factor de amplificación. Su rango varía dependiendo de la aplicación entre 10KHz hasta 10GHz. 5_ Voltaje offset de Entrada (Voffset): Una desventaja del Amp Op es que cuando ambas entradas son cero, el voltaje de salida tiende a tener un ligero valor positivo o negativo conocido como offset o desplazamiento desde cero. Su rango varía entre 100uV hasta 10mV. Este factor toma especial importancia cuando se trata de amplificar señales muy débiles. 6_ Voltaje de Alimentación (VCC): Se trata de los valores máximo y mínimo de voltaje bipolar con el puede funcionar

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