Laboratorio Electronicos Ll 1

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. LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS II PRACTICA #1: ASPECTOS BASICOS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL (AVANCE) Ian Mateo Rodríguez López 1224334 [email protected] Jesús David Vásquez Plaza 1225865 [email protected] RESUMEN: En este informe se presenta las principales características y aspectos básicos del amplificador operacional, tales como: razón de rechazo en modo común, voltaje offset de salida, máxima excursión de señal y respuesta en frecuencia. PALABRAS CLAVE: Razón de rechazo en modo común, voltaje offset, respuesta en frecuencia, máxima excursión de señal. INTRODUCCION: El término de amplificador fue asignado alrededor de 1940 para designar una clase de amplificadores que permiten realizar una serie de operaciones tales como suma, resta, multiplicación, integración, diferenciación, entre otras operaciones importantes dentro de la computación analógica. Tradicionalmente, un OA está formado por cuatro bloques bien diferenciados conectados en cascada: amplificador diferencial de entrada, etapa amplificadora, adaptador y desplazamiento de nivel y etapa de salida. Estos bloques están polarizados con fuentes de corrientes, circuitos estabilizadores, adaptadores y desplazadores de nivel. Las características principales de un operacional real son: 1. Su impedancia de entrada muy alta, del orden de megohms. 2. Su impedancia de salida Zout muy baja, del orden de ohms 3. Las entradas apenas drenan corriente, por lo que no suponen una carga. 4. La ganancia es muy alta, del orden de 10^5 y mayor. 5. En lazo cerrado, sus entradas inversora y no inversora son prácticamente iguales. Los OA son alimentados con tensiones simétricas de valor ±Vcc; sus entradas, identificadas por signos positivos y negativos, son denominadas entradas invertidas y no- invertidas. Si denominamos Vp y Vn a las tensiones aplicadas a la entrada de un OA, se define la tensión de entrada en modo diferencial (Vd) y modo común (Vc). Donde su tensión de salida está dada por: Ecuacion3. Tension de salida La Ad, denominada ganancia en modo diferencial, viene reflejada en las hojas de características del OA como Large Signal Voltage Gain o Open Loop Voltage Gain. La Ac, o ganancia en modo común no se indica directamente, sino a través del parámetro de relación de rechazo en modo común o CMRR (Common-ModeRejection Ratio) definido como Ecuacion3. Relacion de rechazo comun 1 Figura1. Símbolo amplificador operacional Ecuacion1. Tension en modo diferencial Ecuacion2. Tension en modo comun

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laboratorio sobre caracterizticas de los amplificadores operacionales

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    LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS II

    PRACTICA #1: ASPECTOS BASICOS DEL AMPLIFICADOR

    OPERACIONAL (AVANCE)

    Ian Mateo Rodrguez Lpez 1224334 [email protected]

    Jess David Vsquez Plaza 1225865

    [email protected]

    RESUMEN: En este informe se presenta las principales

    caractersticas y aspectos bsicos del amplificador operacional,

    tales como: razn de rechazo en modo comn, voltaje offset de

    salida, mxima excursin de seal y respuesta en frecuencia.

    PALABRAS CLAVE: Razn de rechazo en modo comn,

    voltaje offset, respuesta en frecuencia, mxima excursin de

    seal.

    INTRODUCCION:

    El trmino de amplificador fue asignado alrededor de 1940 para

    designar una clase de amplificadores que permiten realizar una

    serie de operaciones tales como suma, resta, multiplicacin,

    integracin, diferenciacin, entre otras operaciones importantes

    dentro de la computacin analgica.

    Tradicionalmente, un OA est formado por cuatro bloques bien

    diferenciados conectados en cascada: amplificador diferencial

    de entrada, etapa amplificadora, adaptador y desplazamiento de

    nivel y etapa de salida. Estos bloques estn polarizados con

    fuentes de corrientes, circuitos estabilizadores, adaptadores y

    desplazadores de nivel.

    Las caractersticas principales de un operacional real son:

    1. Su impedancia de entrada muy alta, del orden de megohms.

    2. Su impedancia de salida Zout muy baja, del orden de ohms

    3. Las entradas apenas drenan corriente, por lo que no suponen una carga.

    4. La ganancia es muy alta, del orden de 10^5 y mayor.

    5. En lazo cerrado, sus entradas inversora y no inversora son prcticamente iguales.

    Los OA son alimentados con tensiones simtricas de valor

    Vcc; sus entradas, identificadas por signos positivos y

    negativos, son denominadas entradas invertidas y no-

    invertidas. Si denominamos Vp y Vn a las tensiones aplicadas

    a la entrada de un OA, se define la tensin de entrada en

    modo diferencial (Vd) y modo comn (Vc).

    Donde su tensin de salida est dada por:

    Ecuacion3. Tension de salida

    La Ad, denominada ganancia en modo diferencial, viene

    reflejada en las hojas de caractersticas del OA como Large

    Signal Voltage Gain o Open Loop Voltage Gain. La Ac, o

    ganancia en modo comn no se indica directamente, sino a

    travs del parmetro de relacin de rechazo en modo comn o

    CMRR (Common-ModeRejection Ratio) definido como

    Ecuacion3. Relacion de rechazo comun

    1

    Figura1. Smbolo amplificador operacional

    Ecuacion1. Tension en modo diferencial

    Ecuacion2. Tension en modo comun

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    Un OA debe tener 0V a su salida cuando la entrada vale 0V. Sin

    embargo, en amplificadores reales no es cierto y aparecen

    indeseables tensiones de salida del orden de decenas a centenas de

    miliVolts en ausencia de seal de entrada. Este efecto es debido a

    las corrientes de entrada y disimetras de la etapa diferencial. El

    modelo de este comportamiento se realiza a travs de los

    parmetros: tensin off-set de entrada o VOS (input offset voltage),

    corriente offset de entrada IB (input offset current) y corriente de

    polarizacin de entrada IOS (input bias current).

    Las tcnicas ms utilizadas para la cancelacin de estos parmetros

    se basan en aplicar una tensin de entrada determinada y ajustable

    a travs de un potencimetro externo conectado a la alimentacin

    del OA que permite poner la salida a 0 en ausencia de seal y anular

    los efectos de offset.

    Otro parmetro que refleja la capacidad del OA para manejar

    seales variables en el tiempo es el slew-rate(SR) definido como la

    mxima variacin de la tensin de salida con el tiempo que puede

    proporcionar la etapa de salida del OA; se mide en V/s y se expresa como

    Ecuacion6.Ecuacion del Slew rate

    Ajuste Offset del OPAMP

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    LM741

    R

    Pata

    1 (K)

    R

    P

    ata 5 (K)

    Vo(m V)

    R

    P

    ata 1 (K)

    R

    P

    ata 5 (K)

    Vo(m V)

    4,87 5,28 0,8 4,87 5,28 0.1

    Tabla.1 Resistencias para anular voltaje de desbalance en LM741

    Otros parmetros del amplificador:

    Rango de tensin de entrada o input voltage range. Mxima

    diferencia de tensin a la entrada del OA.

    Resistencia y capacidad de entrada o input resistence and

    capacitance. Resistencia y capacidad equivalente en lazo abierto

    vista a travs de los terminales de entrada.

    DESARROLLO, ANALISIS Y RESULTADOS:

    Los procedimientos se realizaron para el LF353 y el LM741

    alimentndolos con 15V.

    A. Medicin de voltaje de desbalance (VIO)

    Figura1. Circuito para determinar Vio.

    Para el anlisis del voltaje de desbalance se mide la seal de

    salida en la configuracin de la figura1.

    Con este dato se aplica la frmula para calcular el voltaje de

    desbalance:

    Para llevar el voltaje de desbalance a un valor cercano a cero se

    conecta un potencimetro en las terminales del offset y se varia

    hasta llegar a un valor mnimo para Vio.

    Medicin de Voltaje de Desbalance Vio

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Vo(mV) Vio(mV) Vo(mV) Vio(mV)

    LM741 67 0,66 102 1

    LM353 537 5 ,8 193 2

    Tabla.2 Voltajes de salida y voltajes de desbalance.

    Al analizar el voltaje de desbalance de cada amplificador se

    puede detallar como el LM353 tiene una amplificacin mayor

    a la del LM741. El LM353 no se le puede ajustar su voltaje de

    desbalance a cero debido a su configuracin interna de dos

    amplificadores; en el LM741 si es posible mediante

    potencimetros acercndolo a un voltaje de desbalance cercano

    a cero.

    Tambin se puede detallar como la variacin del potencimetro

    para reducir el voltaje de desbalance del LM741 debe ser casi

    igual en los dos extremos del potencimetro para la regulacin

    mxima del Vio.

    Ecuacion4. Corriente de polarizacin.

    Ecuacion5 .Corriente offset de entrada

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    B. Medicin de la corriente de polarizacin (IB)

    Figura2. Circuito para calcular corrientes de polarizacin.

    Medicin de la Corriente de Polarizacin

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Va(mV

    ) Vb(mV

    ) Ib1(nA

    ) Ib2(nA

    ) IB(nA

    ) Va(mV

    ) Vb(mV

    ) Ib1(nA

    ) Ib2(nA

    ) IB(nA

    ) LM74

    1 -5,8 -6,1 -58 -61 -59,5 -4,79 -5,79 -48 -58 -53 LM35

    3 5,7 0 0,57 0 0,29 0,002

    1 0 0,21 0 0,11

    Tabla.3Medicin corriente de polarizacin

    Debido a que R2>>R1 la mayor parte de corriente inversa pasa por

    R1. Como se observa en la anterior tabla las dos corrientes de

    entrada en los dos amplificadores son casi iguales tanto en

    simulacin como en la prctica con esto se puede decir que se

    encuentra en estado de equilibrio y se encuentran balanceados.

    Aunque en el amplificador LM353 se tiene una corriente de 0 y la

    otra de 0,59nA esto se debe a que este amplificador viene

    balanceado internamente de fbrica, por el contrario el LM741 se

    debe balancear por medio de las resistencias que se hallaron

    previamente.

    Anulacin del Efecto de la Corriente de Polarizacin

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    LM741

    R3(K) Ib2(nA) Vb(V) R3(K) Ib2(nA) Vb(V)

    90,91 -61,6 -0,005 90,91 57,9 -0,005

    1000 -61,5 -61,5 1000 57,9 57,9m

    Tabla.4 Anulacin de la Corriente de Polarizacin

    Para anular la corriente de la entrada no inversora se procede a

    calcular el valor de esta haciendo el paralelo de la resistencia

    conectada a la entrada no inversora y la resistencia ubicada en la

    realimentacin dando como resultado la resistencia R3 , esto

    permite que la corriente Ib2 tome un valor que se puede considerar

    despreciable.

    C. Respuesta en frecuencia

    Figura3. Circuito Respuesta a la Frecuencia y Mxima Excursin.

    Para el anlisis de la respuesta al a frecuencia del amplificador

    se aplic una seal de entrada de 100 mV con una frecuencia

    de entrada de 10Hz, con resistencias de R2=10k y R1=100, a esta configuracin se le vario la frecuencia paulatinamente

    hasta que la ganancia total fue cercana a la unidad.

    El procedimiento se repite con R2=1k y R1=100.

    Figura4. LM353 Seal de salida y entrada con ganancia cerca al a unidad y frecuencia alta.

    Se puede analizar de los resultados del montaje para apreciar la

    representacin de la ganancia de cada amplificador en funcin

    de su frecuencia que: a medida que la frecuencia aumenta la

    ganancia va decreciendo.

    Tambin se puede analizar que al disminuir el valor de la

    resistencia de la realimentacin del amplificador, la ganancia

    va tender a disminuir a medida que la frecuencia incremente y

    el voltaje de salida va ser mucho menor.

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    Respuesta a la Frecuencia con R2=1k y R1=100

    LM741

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Frecuencia(Hz) Vout(V) Ganancia Vout(V) Ganancia

    10 2,12 21,4 2,19 21,9

    100 2,08 20,8 2,17 21,7

    1000 1,52 15,2 2,2 22

    10000 1,92 19,2 2,15 21,5

    100000 0,56 5,6 1,03 10,3

    500000 0,12 1,2 0,2 1,8

    Tabla.5 Respuesta a la frecuencia LM741 para este la ganancia da uno con una f=935KHz

    Respuesta a la Frecuencia con R2=10k y R1=100 LM353

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Frecuencia

    (Hz) Vout(V) Ganancia Vout(V) Gananc

    ia

    10 5,52 55,2 20,1 201

    100 5,52 55,2 20,1 201

    1000 5,28 52,8 20,1 201

    10000 5,36 53,6 19,4 194

    100000 2,48 24,8 6,93 69,3

    1000000 0,38 3,8 0,73 7,3

    1700000 0,24 2,4 0,43 4,3

    2000000 0,168 1,6 0,36 3,6

    Tabla.6 Respuesta a la frecuencia LM353 En simulacin se alcanza la ganancia de uno

    con una f=6,5MHz

    Respuesta a la Frecuencia con R2=1k y R1=100 LM353

    EXPERIMENTALES SIMULAD

    OS

    Frecuenc

    ia(Hz) Vout(V) Ganancia

    Vou t(V)

    Gana

    ncia

    10 0,55 5,5 2,19 21,9

    100 0,55 5,5 2,19 21,9

    1000 0,55 5,5 2,19 21,9

    10000 0,57 5,7 2,19 21,9

    100000 0,53 5,3 2,11 21,1

    1000000 0,23 2,3 0,71 7,1

    1700000 0,17 1,7 0,45 4,5

    2000000 0,13 1,3 0,36 3,6

    Tabla.7 Respuesta a la frecuencia LM353

    En simulacin se alcanza la ganancia de uno con una f=6,4MHz

    Al analizar los dos amplificadores se puede apreciar como el

    LM353 es un amplificador ms ptimo ya que su amplificacin

    soporta frecuencia 4 veces ms alta que las que soporta el LM741.

    D. Mxima excursin de la seal

    Para el anlisis de la mxima excursin de la seal se

    aplic una seal de entrada de 1kHz con una amplitud

    de 10 mV aumentando paulatinamente la seal de

    entrada hasta llegar a la mxima excursin de seal

    del circuito.

    Figura5. LM353 Mxima excursin de la seal en la salida en funcin de la amplitud de la onda de entrada.

    Figura6. LM353 Mxima excursin de la seal en la salida en funcin de la amplitud de la onda de entrada. (SIMULACION).

    A. Mxima excursin de la seal

    Mxima Excursin de la Seal con f= 1KHz

    LM741 LM353

    EXPERIMENTALES SIMULADOS EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Vin(mV) Vout(V) Vin(mV) Vout(V) Vin(mV) Vout(V) Vin(mV) Vout(V) 10 0,21 10 0,43 13,8 0,08 13,8 0,3

    100 7,83 100 4,4 220 2,16 220 4,84 200 15,32 200 8,8 456 4,64 456 10

    2350 19,5 640 27,2 2000 20,8 1000 22

    Tabla8. Mxima excursin de la seal para los amplificadores En la simulacin del 741 en 0,65V de entrada se recorta la seal. En la simulacin del 353 en 1,3V de entrada de la seal.

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    La mxima excursin del amplificador va ser el punto en el que la seal de salida va estar recortada tanto en su semi ciclo positivo como negativo al aumentarle la amplitud a la seal de entrada. Se analiza que el amplificador LM741 se satura al momento que

    tiene un voltaje de entrada con una amplitud de 0,65 volts, el cual

    es un valor ms pequeo que la amplitud que soporta el LM353 de

    1,3 volts. Tambin se puede apreciar la capacidad de amplificacin

    de cada amplificador con ganancias muy grandes.

    E. Razn de Rechazo de Modo Comn (CMRR)

    Figura7. Circuito para determinar el rechazo de modo comn.

    Figura8. LM353 rechazo de modo comn.

    Figura9. LM741 rechazo de modo comn

    Razn de Rechazo de Modo Comn

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Vi(V) Vo(mV) AC AD CMRR Vi(V) Vo(mV) AC AD CMRR

    LM741 5 180 0,03 1000 88,87 5 176 0,035 1000 89,1 LM353 4,8 200 0,04 1000 87,54 5 92 0,018 1000 74,7

    Tabla.9 Razn de Rechazo de Modo Comn

    El CMRR es una medida de los amplificadores operaciones que

    determina lo bien que puede este ignorar los voltajes que son

    comunes a ambas entradas de corriente directa del amplificador

    y determina que tan limpia amplifica la seal que aparecen en

    las entradas como diferencias de tensin, es por esto que dado

    las simulaciones y datos experimentales obtenidos se puede

    afirmar que tanto el LM741 como el LM353 tienen un buen

    CMRR ante la misma seal aplicada que fue de 5vp en sus dos

    terminales de entrada.

    F. Medicin de la rapidez de cambio(SR)

    Figura.11 LM353 rapidez de cambio

    Medicin de la Rapidez de Cambio (SR)

    EXPERIMENTALES SIMULADOS

    Rampa Triangular

    Recortada Rampa Triangular

    Recortada V( V)

    T( uS) SR

    V( V)

    T( uS) SR

    V( V)

    T( uS) SR

    V( V)

    T( uS) SR

    LM 741 10 8,4

    1190

    476 10 8,4 1190

    476 5

    LM 353 9,68 14,4

    6722

    22 8,32 ----- 2404

    624 5 0,52 9615

    384 5 0,52 9615

    384

    Figura. 10 Circuito para determinar la rapidez de cambio

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    Tabla.10 Medicin de la Rapidez de Cambio

    Los amplificadores poseen una limitacin en la velocidad de

    respuesta, por esto se observ en la prctica aplicando un voltaje

    de entrada de 5vp a diferentes frecuencias que el Amplificador

    Operacional responde de la misma manera demorndose el mismo

    tiempo en estabilizarse sin importar el cambio que se le emita en

    cuanto a frecuencia esto quiere decir que el SR es independiente de

    esta. Se observa un valor de SR demasiado grande en los dos amplificadores usados en la prctica eso nos dice que responde

    estos amplificadores responden muy rpido ante las seales de

    voltaje en la entrada en otras palabras se puede decir que es capaz

    de procesar el voltaje aplicado en la entrada de manera muy rpida.

    Figura12. LM353 simulacion rapidez de cambio

    Figura13. LM353 rapidez de cambio

    Figura14. LM353 rapidez de cambio

    Figura15. LM741 rapidez de cambio

    Figura16. LM741 rapidez de cambio

    PREGUNTAS

    1. De qu factores depende la amplificacin, respuesta en frecuencia y mxima excursin de seal en los

    circuitos de la prctica?

    La amplificacin resulta de la tensin diferencial y la

    tensin en modo comn, estos voltajes estn

    relacionados con las resistencias de realimentacin y

    de entrada en el terminal inversora y tambin con los

    voltajes aplicados a las entradas inversora y no

    inversora.

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    7

    La respuesta a la frecuencia, depende del capacitor de

    acople interno del amplificador el cual determina cual es

    la frecuencia de la seal de entrada necesaria para que la

    ganancia del amplificador se aproxime a la unidad. La

    mxima excursin de la seal depende del nivel de dc de

    la seal de entrada necesaria para que los transistores

    internos del amplificador se saturen lo que causa que la

    seal de salida se recorte.

    2. Cmo se puede aumentar la respuesta obtenida en amplificacin, respuesta en frecuencia y mxima

    excursin de seal?

    La amplificacin ser mayor si los voltajes de modo

    comn y diferencial son mayores.

    La respuesta a la frecuencia ser mayor si la frecuencia

    aumenta considerablemente.

    La mxima excursin va ser mayor si la amplitud de la

    seal de entrada aumenta.

    3. Utilizando las hojas tcnicas, determine la impedancia de entrada e impedancia de salida del amplificador LM741 y

    LF353 a 1kHz, 40kHz y 1MHz.

    Para 1kHz

    LM741:

    Impedancia de entrada: 8*106

    Impedancia de Salida: 70

    LF353:

    Impedancia de entrada: 10*1012

    Impedancia de Salida: 0,05

    Para 40kHz

    LM741: 6

    Impedancia de entrada: 7*10

    Impedancia de Salida: 70

    LF353:

    Impedancia de entrada: 10*1012

    Impedancia de Salida: 0,8

    Para 1MHz

    LM741:

    Impedancia de entrada: 600*103

    Impedancia de Salida: 300

    LF353:

    Impedancia de entrada: 10*1012

    Impedancia de Salida: 50

    4. Encuentre de manera terica la CMRR (debida a las resistencias de configuracin) de cada operacional

    trabajados en los tems 16 y 17. Confronte estos

    resultados con la CMRR de los operacionales sin

    realimentar (hojas tcnicas).

    Para el circuito implementado en los tems 16 y 17 la

    manera teorica para hallar la ganancia Vo es:

    Como V2 y V1 son las entradas a cada una de las patas del

    amplificador y son iguales para calculas Ac se tiene que:

    Para el clculo de la ganancia AD se tiene que:

    Para el LM741 y LF353 se tiene que tericamente el valor

    del CMRR es:

    Por ende el valor del CMRR es:

    Ya que la ganancia en modo comn dio cero esto quiere

    decir que se est comportando como un amplificador ideal

    que elimina por completo el ruido. Segn el datasheet el

  • .

    8

    CMRR del LM741 es 90 y de LF353 es 86, esto nos da a

    entender que los datos obtenidos con estos formulas no son tan

    confiables ya que en la prctica existen limitaciones que

    impiden que estos amplificadores se comporten de forma ideal.

    5. Explique cmo se produce internamente el voltaje de offset.

    El offset se debe a los transistores que forman el

    amplificador operacional poseen un hfe distintos lo que

    produce que las corrientes de entrada sean distintas, esto

    produce diferencias en las tenciones base-emisor de los

    transistores y por lo tanto aparece un voltaje en la salida

    del amplificador.

    6. Investigue que tipo de integrados permiten caractersticas

    de entrada-salida rail to rail.

    Rail-to-rail indica que la tensin de salida del circuito

    integrado puede llegar a ser muy prxima a la tensin de

    alimentacin.

    Integrados que tienen esta caracterstica:

    LMV324

    TLC226

    LM6142

    7. Investigue que son los amplificadores de instrumentacin y cules son sus principales caractersticas.

    Un amplificador de instrumentacin es un dispositivo

    creado a partir de amplificadores operacionales. Est

    diseado para tener una alta impedancia de entrada y un

    alto rechazo al modo comn (CMRR)

    La operacin que realiza es la resta de sus dos entradas

    multiplicada por un factor.

    Su utilizacin es comn en aparatos que trabajan con

    seales muy dbiles, tales como equipos mdicos (por

    ejemplo, el electrocardigrafo), para minimizar el error

    de medida

    8. Investigue que son los amplificadores de aislamiento y cules son sus principales caractersticas (niveles de

    polarizacin, consumo de energa, ancho de banda,

    CMRR, PSRR, capacidad de aislamiento, etc.).

    El Amplificador de aislamiento es un tipo de amplificador

    diseado para aislar elctricamente dos circuitos entre s,

    pero permitiendo el paso de informacin entre ellos.

    9. Investigue que son los amplificadores comparadores y cules son sus principales caractersticas (niveles de

    polarizacin, consumo de energa, ancho de banda,

    CMRR, PSRR, etc.). Enuncie las principales diferencias

    que existen entre los amplificadores operacionales y los

    amplificadores comparadores.

    El amplificador comparador provoca un aislamiento elctrico fsico entre la fuente de la seal y los equipos energizados. Cuando no se puede conectar un sensor y un instrumento a la misma referencia de tierra, o cuando se requiere medir un voltaje que no tiene referencia a tierra, se utiliza aislamiento. Con el aislamiento tambin se rompen todos los lazos de tierra que pueden generar alguna interferencia.

    10. Puede un amplificador operacional usarse como amplificador comparador? Es caso de ser afirmativa

    su respuesta, qu diferencias hay al usar un

    amplificador operacional y un amplificador

    comparador en una operacin de comparacin?

    Un Amplificador Operacional puede ser utilizado como

    comparador de dos seales en sus entradas para saber cul es

    mayor. Es necesario solamente que una de estas seales sea

    levemente mayor para que cause que la salida del amplificador

    operacional sea mxima, ya sea con su valor positivo de voltaje

    de saturacin o negativo.

    11. Seleccione tres referencias de amplificadores de cada

    una de las categoras mencionadas anteriormente y

    construya una tabla comparativa con sus principales

    caractersticas.

    Amplificador: instrumentacion comparador aislamiento

    caractersticas ina827 tlv3501AQ1 Iso124

    supply voltage[V] 20 5,5

    input voltage[V] 40 0,3

    rango de

    temperatura[C]

    55 hasta 150 50

    hast

    a

    40

    hasta

    voltaje offset de

    entrada[mV]

    0,15

    cmrr[db]

    impedancia de

    entrada[G]

    slew rate [V/uS] 1,5

    ancho de banda

    [kHz]

    600

    corriente de

    entrada[nA]

    50 0,002 70

    salida rail to rail push pull

    Tabla.11 Tabla Comparativa Amp. Op.

  • .

    9

    12. Discuta la clasificacin de los amplificadores operacionales bajo las siguientes consideraciones:

    A. Propsito general. B. High performance.

    C. Alta precisin (instrumentation grade).

    D. Alta velocidad.

    E. Nmero de unidades por encapsulado. F. Entrada FET BJT.

    G. Una fuente o dos fuentes.

    H. Bajo consumo.

    I. Supply Voltage Rejection Ratio

    Los amplificadores operacionales son unos

    amplificadores diferenciales usados en circuitos

    electrnicos para aplicar varios procesos a una seal

    anloga. Dependiendo del tipo de amplificador

    operacional que est integrado en un circuito, puede

    realizar varias funciones electrnicas diferentes, como

    suma, resta, integracin o diferenciacin.

    Estos amplificadores se clasifican en 5 principales

    familias como lo son Amp. De audio, diferencial,

    precisin, uso general y alta velocidad. A su vez de esas

    familias se pueden tener en varios encapsulados como se

    observa en la siguiente tabla:

    Encapsulado Audio Totalmente

    Diferencial

    Uso

    Gen.

    Alta

    Vel.

    Precisin

    CDIP 17 10 78

    CDIP SB 1 2

    CFP 3 5 11 50

    Power

    Package

    2

    QFN 8 1 17

    SC70 1 7 4 41

    SO 3 48 2 22

    SO

    PowerPAD

    2 1 1 23 7

    Tabla.12 Tipos de Encampsulados-Amp. Op. 34.

    A continuacin se definirn otro tipo de consideraciones por las

    cuales se clasificacin los amplificadores operacionales:

    a. Amplificadores de propsito general:

    Estos amplificadores son de bajo costo, tienen altas ganancias,

    se puede considerar que la rapidez de cambio es buena a pesar

    del precio adems de esto son diseados para funcionar a bajo

    ruido.

    b. High performance

    La rapidez de cambio de estos Amplificadores operaciones

    estn alrededor de 13 V/s y su uso ms frecuente es para

    circuitos que trabajen a alta frecuencia.

    c. Alta precisin

    Estos poseen ganancias muy precisas, estable y amplios

    valores de 1 a 1000, su impedancia de entrada es bastante

    elevada 10Gohm, baja impedancia a la salida, su voltaje

    offset es bastante bajo 30V y son poco sensibles a la

    temperatura y su uso frecuente es la amplificacin se

    seales dbiles provenientes de sensores .

    .

    d. Entrada FET o BJT

    Las entradas FET son un poco ms rpidas, tienen

    corrientes de polarizacin menores, impedancias de

    entrada extremadamente altas, poca sensibilidad a la

    temperatura.

    e. Una fuente o dos fuentes

    Los amplificadores operacionales destinados para trabajar

    con una fuente sencilla a menudo tienen salidas rali-to-

    rail, lo cual se presenta usualmente en la primera pgina de

    la ficha tcnica.

    f. Bajo consumo

    Se utilizan frecuentemente en aplicaciones mdicas o

    sistemas que requieran baja tensin de alimentacin, son

    bastante pequeos pero esto no altera su rendimiento estos

    ofrecen los valores ms bajos de tensin offset de entrada.

  • .

    10

    CONCLUSIONES: Se puede concluir de la prctica que el amplificador operacional es un

    dispositivo electrnico muy til a la hora de trabajar con pequeas seales

    debido a su elevada ganancia; tambin resaltar el amplio rango de

    operacin ante los cambios en su frecuencia del dispositivo. Otro detalle

    importante es la respuesta de cambio del amplificador la cual es una

    respuesta muy rpida independiente de la frecuencia a la que est

    trabajando, lo que indica que el amplificador tiene una respuesta ante las

    seales de entrada muy buena. Otro aspecto a resaltar es que la

    amplificacin es directamente proporcional ante la resistencia en la

    realimentacin. Tambin se puede resaltar el error entre los datos

    simulados y experimentales; este error es a causa de los distintos factores

    naturales como el ruido o la temperatura y fallas tcnicas como malas

    conexiones y errores de los aparatos a la hora de medir; aparte de varios

    aspectos que no son ideales en el simulador. Otro aspecto importante es

    el CMRR el cual determina que tan limpio amplifica la seal que aparecen

    en las entradas como diferencias de tensin y resulta ser una medida de

    que tan bien puede ignorar los voltajes que son comunes a ambas entradas

    de corriente directa del amplificador. La importancia del amplificador

    operacional se ve tambin reflejada en la gran cantidad de amplificadores

    que hay para distintos tipos de proceso dependiendo de sus caractersticas

    como lo son el de aislamiento, comparador y de instrumentacin.

    REFERENCIAS:

    [1] Fleeman, Stephen R. Electronic Devices Discrete and

    Integrates.Prentice hall international.

    [2]Malvino. Principios de Electrnica. Captulo 21. Tercera

    Edicin. Mxico. McGraw Hill. 1987.

    [3]Ramn Pallas Areny, Sensores y Acondicionadores de

    Seal, Marcombo, 1998. ISBN 84-267-1171-5

    [4] Rafael pindado. Electrnica analgica integrada.

    https://books.google.com.co/books?id=KOE35i9t6uoC&pg=PA2 17 &lpg=PA217&dq=power+supply+rejection+ratio+psrr&sourc e=bl&ots=kd68kIc962&sig=MoiVN3LcH2FeZeuEkzqYXJbBsw c&hl=es&sa=X&ei=HzXZVJOCK4yzyAS95oKIBw&pli=1#v=o nepage&q&f=true