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8/15/2019 AMPLIFICADOR OPERACIONA1L trz
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Amplifcadores Operacionales
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Amplifcadores Operacionales EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL:
Algunos tipos de AO clasifcados por prestaciones:
Uso general: LM!"# LM$%"# &L%'"# &L%'(Para Alta )recuencia: LM$"'# uA"*Para Instrumentaci+n: LM$("# uA(*De precisi+n: uA"!# LM$("Comparadores : LM$""# LM$$,# LM$,$De -anancia programa.le: uA/# LM!(*%
De potencia: uA,"De alta tensi+n: L0%%%!
Algunos circuitos integrados deri1ados del AO de inter2s pr3ctico:
LM*** &empori4ador de prop+sito generalLM*// Oscilador controlado por tensi+n
AD/$$ Multiplicador de .a5o precioAD/$, -enerador de ondas senoidalesAD/$% Con1ersor tensi+n6)recuencia7R6("*A PLL 8Con1ersi+n )91 19); ase6Loc?ed LooLM*/* PLL 8Con1ersi+n )91 19);
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EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL:
Algunos )a.ricantes rele1antes:
LM National @emiconductor 8BnationalBcom;
&L &eas Instruments 8BtiBcom;
uA Fairc>ild 8>ttp:99B)airc>ildr)Bcom9>ome9de)aultBasp;
NE9@E @ignetics 8BsigneticsBcom;
7R Ear 8BearBcom;
MC Motorola 8e6BmotorolaBcom;
@e sugiere la consulta de estas p3ginasB8pBeB la de &eas Instruments trae muc>a in)ormaci+nso.re AO;
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LM!"Amplifcador operacional de prop+sito general
LM!"
EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL: E5emplos caractersticos
ENCAP@ULADODIP6'
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TL081 y TL082
Amplifcador operacional con entrada FET
&L%'"
8; Fi5arse ue el &L%'" es compati.le
e intercam.ia.le con el LM!"
&L%'(
8; El &L%'( tiene dos &L%'" en elmismo encapsulado
EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL:
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ELEC&RGNICA H@ICA
"J PAR&E: Fundamentos de Electr+nica Anal+gica 8"er uso de la Electr+nica;
O.5eti1o: Mane5ar etraer inormación presente en una magnitud el2ctrica
@eKal con in)ormaci+n
@ensor# Antena#
Circuito
Anal+gico
AmplifcarFiltrarAislar
Normali4arCon1ersiones 8191# 9i# i91# 19)# )91#BBBB;Captura de picoBBBBB
tEJEMPLO:
&ratamientoAnal+gico@eKal AM
8D2.il# antena;
@E
Alta1o48@eKal Fuerte;
ELEMEN&O CLAEEN ELEC&RGNICAANALG-ICA:
AMPLIFICADORELEC&RGNICO
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IDEA@ H@ICA@ DE AMPLIFICACIGN
AMPLIFICADOR
6U@
6UE
ue es un amplifcadorDispositi1o capa4 de ele1ar el ni1el de potencia de
una seKalB8En nuestro caso el2ctrica: o I;
Fuente de seKal8In)ormaci+n;
Carga
RL
O.5eti1o ideal
PE = %
P@ = Q8Entiendase# la ue seuiera;
La in)ormaci+n en la )uente de seKal puede estar presente en )ormade tensi+n 8E; o en )orma de corriente 8IE;B
A la salida 8en la carga;# la in)ormaci+n se puede entregar 8conmaor potencia; pero en )orma de tensi+n 8@; o de corriente 8I@;B
Las com.inaciones se recogen en la siguiente ta.la:
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tContinua
t
@enoidal
tAr.itraria
La tensi+n 8E; o la corriente 8IE; de entrada a un amplifcadorpuede tener una )orma cualuieraB
REPRE@EN&ACIGN EN EL &IEMPO
El an3lisis del amplifcador podramos >acerlo en el an3lisis deltiempo podramos utili4ar >erramientas mu c+modas de an3lisis
88pBeB &rans)ormada de Laplace;B
No o.stante# en electricidad es >a.itual el an3lisis de circuitoslineales con ecitaci+n senoidal 8an3lisis comple5o en &eora decircuitos;B Parece a priori ue la seKal senoidal es un caso muparticular de seKal no necesariamente un amplifcador tiene ue
tra.a5ar con seKales senoidalesB
Pero recordemos:
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tContinua
t
@enoidal
tAr.itraria
REPRE@EN&ACIGN EN EL &IEMPO
REPRE@EN&ACIGN EN
FRECUENCIA8E@PEC&RO;
) ContinuaDC
)
@enoidal)"
) Ar.itraria
)" )(DC
En el mundo de la Electr+nica Anal+gica# las representaciones en)recuencia son muc>o mas c+modas 8pBeB Msica#comunicaciones# etc;B
En una primera aproimaci+n supondremos ue la entrada alamplifcador es senoidal de una )recuencia gen2ricaB
&odo el estudio ser3 13slido# si suponemos el amplifcador unelemento lineal8SSS CUIDADO si saturamos el amplifcador TTT;
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NCP ""
–
Pueden confgurarse para reali4ardi)erentes operaciones 8@uma# resta#di)erenciaci+n e integraci+n;B
– Los primeros se construeron con
13l1ulasB – En ",/% Ro.ert B Vidlar desarrolla el
primer operacional en c>ip de silicioB –
En ",/' Fairc>ild saca al mercado elµ!" – El uso intensi1o de los AO >a
pro1ocado ue .a5en dr3sticamente
de precioB
mplifcadores operacionales
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NCP "(
– Para construir circuitos con AO# en la
inmensa maora de los casos# no esnecesario conocer el )uncionamientointerno del dispositi1oB
– Amplifcador de 1olta5eB
o i Loc
s s i o L
v R R A
v R R R R=
+ +s
Rs
Ri
1i6
Aoc1i
1o6
Ro
RL
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NCP "$
a1
D
rord
61D
6
1O
• a → ∞• rd = ∞
• ro = %
• 1o= a1D = a81P61N;
AO Ideal
iN = %
P
iP =%
N
0O D N P v
v v va
= ≈ ⇒ =
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NCP "!
Circuitos con realimentaci+nnegati1a
2 1
1 2 1 2
N I O
R Rv v v
R R R R= +
+ +
( )O P N v a v v= −
2 1
1 2 1 2
O I O
R Rv a v v
R R R R
= − − ÷+ +
( )
2 2
11 2 1
1
O
I
v R R A
v R R R R
a
−= = ≈ −
+ +
R2
R1
ViVo
AO
Amplifcador in1ersor ideal
2
1
limideal
a
R A A
R→∞= = −
Amplifcador in1ersor
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NCP "*
Amplifcador no in1ersor
1
1 2
N O
Rv v
R R=
+ P I v v=
( )O P N v a v v= − 11 2
O I O
Rv a v v
R R
= − ÷+
1 2 2
1 1 1
1 2
11
1
O
I
v R R R A
Rv R Ra R R
+= = ≈ = +
+ +
Amplifcador no in1ersor ideal
2
1
lim 1ideal
a
R A A
R→∞
= = + ÷
R2
R1
Vi
Vo
AO
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NCP "/
@eguidor de tensi+n
ViVo
AO
Es un amplifcador no in1ersoren el ue R" = ∞ R( = %
La ganancia del circuito es A = "por lo ue 1O = 1I
Es un circuito mu adecuado para reali4aradaptaci+n de impedancias se comerciali4a.a5o el nom.re de W.uXerY 8e5B HUF6%$ de
Analog De1ices;
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NCP "
n3lisis de otras confguraciones 8AO ideAmplifcador sumador
1 2 3 R R R Rf i i i i+ + =
Utili4ando el concepto de corto
1irtual entre 1P 1N o.tenemos
31 2
1 2 3
1 2 3
1 2 3
0 00 0 O
f
f f f O
v vv v
R R R R
R R Rv v v v
R R R
− −− −+ + =
= − + + ÷
vov3
v2
v1
Rf
R3
R2
R1
AO
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NCP "'
Amplifcador restador
vo
v2
v1
R2
R3
R1
R4
AO
Aplicando el principio de superposici+n1O = 1O" 1O(# donde 1O" es 1O con 1( = %
1O( es 1O con 1" = %
2 2
1 1 2
1 1
2 4
2 2
1 3 4
1
2 2
1 2 2 1
31
4
1
1
1
1
O O P
O
O O O
R Rv v v v
R R
R Rv v R R R
R
R Rv v v v v
R R
R
= − = + ÷ ÷
= + ÷ ÷ + + ÷ ÷= + = −
÷+ ÷
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NCP ",
Di)erenciador
VoVi
C
R
AO
( ) 0
0
( )( )
C R
O I
I O
i i
vd C v
dt R
dv t v t RC
dt
=
−− =
= −
Integrador
VoVi
C
R
AO
( )
0
00
( ) 1 ( )
1( ) ( ) (0)
R C
I O
O I
t
O I O
i i
v d C v
R dt
dv t v t dt RC
v t v d v RC
τ τ
=
−= −
= −
= − +∫
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NCP ("
Filtros acti1osFiltro paso .a5o con ganancia
C1
R2
R1
+
-
Vs1
2
1 2
1( )1
o
i
V R H sV R R Cs
= = −+
Para )recuencias .a5as podemos ignorar la impedandel condensador el circuito )unciona como un
amplifcador in1ersorB
2
1
2
1
o
o
R H
R
w R C
= −
=a )recuencia de corte es auella para la ue se producena cada de 6$ dH entre la seKal de entrada la de salidaB
20logo o
i i
V V dB
V V
= ÷ ÷
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FIN DE LA PRESENTACION
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ING. MSC. SALVADOR
LORITE GOMEZ