ELECTRONICA ELECTRONICA LINEAL I I
LABOR ORATOR ORI O N° 4 AMPLI FI CADOR SUMADOR 1.I NTRODUCCI ON Ene s t el abo r a t o r i or e a l i z a r e mo mo se lmo nt a j edeunc i r c ui t o Ampl i ficadorSumadorconr esi s t enci asyunLM741y v er i fic ar emosenelosci l oscopi ol asse ñal essumadas.
2.O .OBJETI VO •
•
•
I dent i ficarcadaunodel ospi nesdelamp mpl i ficadorLM7 M741 par asupost er i orarma mado. Ar mare lampl i ficadorsumadorconr e si s t enci asde1K dondel asse ñal esdeent r adaser ánunacuadr adayuna s e no i dal . Ver i ficarconelosci l oscopi ol asse ñal esdesal i da suma madas .
3.MARCO TEO OR RI CO PRI NCI CI PI OSBASI COSDELOS OSAMP MPLI FI CADO DORES OPERACI ONALES
ELECTRONICA LINEAL I I
Elampl i ficadoroperaci onali deal . Losf undament osbási cosdelampl i ficadoroper aci onali deal son r el at i vament ef áci l es.Qui zás,l omej orparaent enderel ampl i ficador oper aci onal i deal es ol vi dar t odos l os pensami ent osconve nci onal essobr el oscomponent esdel os a mpl i fic ado r e s ,t r ans i s t o r e s ,t ubo su o t r o sc ual e s qui e r a .En l ugarde pensaren el l os,pi ensa en t ér mi nos gener al esy consi der eelampl i ficadorcomounacaj aconsust er mi nal es deent r ada ysal i da.Trat aremos,ent onces,elampl i ficador en esesent i do i deal ,e i gnor ar emos quéhay dent r o de l a c a j a .
ELECTRONICA LINEAL I I
Elampl i ficadorsól orespondeal adi f er enci adet ensi ón ent r e l osdost er mi nal esdeent r ada,noasu pot enci alcomún.Una señalposi t i vaen l a ent r ada i nver sora( ) ,pr oduceuna señal neg at i v aal a sal i da, mi ent r as que l a mi sma se ñal e nl a ent r ada no i nve r sor a( +) pr oduce una señalposi t i va en l a s al i da.Co n unat e ns i ó n dee nt r adadi f e r e nc i al ,Vd,l at e ns i ó n de sal i da, Vo, s e r á a Vd, donde a es l a gananc i a del ampl i ficador .Ambost er mi nal esdeent r adadelampl i ficadorse ut i l i zar án si empr ei ndependi ent ement e de l a apl i caci ón.La señaldesal i daesdeun sól ot er mi nalyest ár ef er i daamasa, por consi gui ent e, se ut i l i z an t ensi ones de al i ment aci ón bi pol ar es(±) Teni endo en ment ee s t as f unci one s de l a ent r ada y sal i da, podemosdefini rahor al aspr opi edadesdelampl i ficadori deal . So nl ass i g ui e nt e s : 1.Lagananci adet ensi ónesi nfini t a:
2.Lar e s i s t e nc i adee nt r adae si nfini t a:
3.Lar e s i s t e nc i ades al i dae sce r o : Ro=0 4.Elanchodebandaesi nfini t o:
5.Lat ensi ónoffsetdeent r adaescer o: V0=0síVd.=0
ELECTRONICA LINEAL I I
Apar t i rdees t ascar act er í s t i casdelAO,pode mo sde duci r ot r asdosi mport ant espr opi edadesadi ci onal es.Puest oque,l a gananci aent ensi ónesi nfini t a,cual qui ers eñaldesal i daque sedesarr ol l eser áelr esul t adodeunaseñaldeent r ada i nfini t es i mal ment epequeña.
Configur aci onesbási casdelampl i ficadoroperaci onal Losampl i ficador esoper aci onal ess epuedenconect arsegún dosci r cui t osampl i ficadoresbási cos:l asconfigur aci ones it o do sl o sde másc i r c ui t o sc on i nversoray noi nver sora.Cas ampl i ficador esoper aci onal eses t ánbasados,deal gunaf orma, enest asdosconfigur aci onesbási cas. Elampl i ficadori nve r sor
Lafigur a2i l ust r al apri mer aconfigur aci ónbási cadelAO.El ampl i fic adori nv e r s o r .Ene s t ec i r c ui t o,l ae nt r ada( +)e s t áa mas a,yl as e ñals eapl i c aal aent r ada( )at r a v é sdeR1,c o n r eal i ment aci óndesdel asal i daat r avésdeR2.
Apl i c andol aspr opi edadesant er i or ment ee s t abl eci dasdelAO i de al ,l asc ar ac t e r í s t i c asdi s t i nt i v asdee st ec i r c ui t os e puedenanal i z arcómosi gue.
ELECTRONICA LINEAL I I
Puest oqueelampl i ficadort i enegananci ai nfini t a, desarr ol l arásut ensi óndesal i da,V0,cont ensi óndeent r ada nul a.Y aq ue ,l ae nt r adadi f e r e nc i aldeAe s :
Vd =Vp -Vn,==>Vd =0. -YsiVd =0, Ent oncest odal at ensi óndeent r adaVi,deber áaparec erenR1, obt eni endounacorr i ent eenR1
Vnes t áaunpot enc i alc er o,esunpunt odet i e r r av i r t ual Todal ac or r i ent eIqueci r cul aporR1 pasar áporR2,pue s t o quenosederi varáni ngunacorr i ent ehaci al aent r adadel o pe r a c i o nal( I mpe danc i ai nfini t a) ,as ípue se lpr o duc t odeI porR2 s e r ái g uala-V0
porl oque:
•
El amplificador no inversor
Lasegundaconfigur aci ónbási cadelAO i dealesel ampl i ficadornoi nver sor .
ELECTRONICA LINEAL I I
Elsumadori nver sor Ut i l i z a ndol ac ar ac t e r í s t i c adet i e r r av i r t uale ne lnudos uma ( )de lampl i fic ado ri nv e r s o r ,s eobt i e neunaút i lmo di fic ac i ó n, elsumadori nver sor .
En e s t ec i r c ui t o ,c o moen e lampl i fic ado ri nv e r s or ,l at e ns i ó n V( +)e s t áconect adaamasa,porl oquel at ensi ón V( )es t ar á a una masa vi r t ual ,y co mo l ai mpedanci a de ent r ada es i nfini t at oda l a corr i ent eI i r cul ar áat r avés de RF y l a 1c l l amar emosI Loqueocurr eenest ecasoesquel acorr i ent e 2. I esl asumaal gebr ai cadel ascorr i ent espr opor ci onadaspor 1 V1,V2 yV3,e sdec i r :
ELECTRONICA LINEAL I I
yt ambi én
ComoI concl ui r emosque: 1 =I 2
Queest abl ecequel at ensi ón desal i daesl asumaal gebrai ca i nver t i da del as t ensi onesdeent r ada mul t i pl i cadas porun f act orcor r ec t or ,que elal umno puede obse r varque en el cas oe nqueRF =RG1 =RG2 =RG3 ==>VOUT =-( V1 +V2 +V3) La gananci a gl obaldelci r cui t ol a est abl eceRF,l ac ual ,e n es t esent i do,secomport a como en elampl i ficadori nve r sor bási co.A l as gananci as de l os canal es i ndi vi dual es se l es apl i ca i ndependi ent ement el os f act or es de escal a RG1,RG2, RG3, . . .e t c. Del mi smo modo, RG1, RG2 y RG3son l as i mpedanci asdeent r adadel osres pect i voscanal es. Ot r a caract er í st i ca i nt er esant e de est a configur aci ón es el hechodequel amez cl adeseñal esl i neal es,enelnodosuma, nopr oducei nt er acci ón ent r el asent r adas,puest oquet odas l asf uent esdeseñalal i ment an elpunt odet i err avi rt ual .El ci r cui t o puede aco modar c ual qui er númer o de ent r adas añadi endo r esi st enci as de ent r ada adi ci onal es en elnodo suma. Aunque l os ci r cui t os pr e ce de nt es s e han descr i t o en t érmi nosdeent r adayderesi st enci asdereal i ment aci ón,l as
ELECTRONICA LINEAL I I
r esi st enci assepueden r eempl azarporel ement oscompl ej os, y l os axi omas de l os ampl i fic ador es oper aci onal es s e mant endr áncomove r dader os.Dosc i r cui t osquedemues t r an es t o, s on dos nuev as modi ficac i ones del ampl i ficador i nv er s or . El s í mbol o bási co es un t r i ángul o, e lc ual ge ner al ment e pre suponeampl i ficaci ón.Lasent r adases t án en l a basedel t r i áng ul o ,yl as al i dae ne lápi c e .Deac ue r doc o ne lc o nv e ni o normaldelfluj odeseñal ,elsí mbol osedi buj a con elápi ce ( sal i da)a l a der echa,per o puede al t er ar se sies necesari o par ac l ar i fic aro t r osde t al l e sde lc i r c ui t o. Usual ment e,l asdosent r adassedi buj an comosei ndi caen l afig ur a ;l ae nt r adanoi nv e r s o r a( +)e sl ai nf e r i o rdel asdos . Exc epci ones a es t ar eg l a se pr oduce n en ci r cuns t anci as e s pe c i al e s ,e nl asq uepo dr í as e rdi f í c i lmant e ne re lc o nv e ni o es t ándar . Además, l as dos ent r adas es t án c l ar ament e i de nt i fic adaspo rl o ss í mbo l o s( +)y( ) ,l o sc ual e ss es i t úan adyacent esa sus r espect i vost er mi nal esdent r o delcuer po de lt r i áng ul o. Comoseve,l ost er mi nal esdel ast ensi onesdeal i ment aci ón se di buj an, pr ef er i bl e me nt e , por e nc i ma y debaj o del t r i ángul o.Est ospueden nosermost r adosen t odosl oscasos ( en f avor de l a si mpl i ci dad)per o si empr e est án i mpl í ci t os. Gener al ment e,en cr oqui s,bast acon usare lsí mbol odet r es t er mi nal es par a dar a e nt e nder el si gni fic ado, sobr eent endi endol asconexi onesdeal i ment aci ón. Fi nal ment e,e lt i po o númer o deldi sposi t i vo ut i l i zado se s i t úa c e nt r a do e ne li nt e r i orde lt r i áng ul o .Sie lc i r c ui t oe s uno ge ner al ,i ndi cat i v o de un ampl i ficador oper aci onal cual qui er a,seusaelsí mbol oA (oA1,A2,é t c . )
ELECTRONICA LINEAL I I
4.MARCO PRACTI CO •
Ampl i fic adorsumador Comos abemosl af ór mul adelampl i ficadorsumadoresl a s i g ui e nt e :
[( ) ( ) ]
V OUT =−
R 3 R 1
∗V
1
R 3
+
R 2
∗V
2
Mant enemosl aampl i t ud
[( ) ( ) ]
V OUT =−
1 k 1 k
∗2 +
1 k 1 k
∗2
=4
Obt enemoseldobl el aampl i t ud
[(
V OUT =−
2.2 k 1 k
)(
∗2 +
2.2 k 1 k
)]
∗2
=8.8
ELECTRONICA LINEAL I I
ELECTRONICA LINEAL I I
A B C D
B1 R3
R1(1)
10V
R5 1k
1k
R1
U1
1k 4 5
2 6
U3 4 5
R4 1k
2 6
B2
3
3
10V 7 1
LM741
7 1
R2
R2(1)
LM741
1k
A
B3 5V
B
B4
C
5V D
ELECTRONICA LINEAL I I
A B C D
B1 R3
R1(1)
10V
R5 1k
2.2k
R1
U1
1k 4 5
2 6
U3 4 5
R4 1k
2 6
B2
3
3
10V 7 1
LM741
7 1
R2
R2(1)
LM741
1k
A
B3 2V
B
B4
C
2V D
5.CONCLUSI ON Ter mi nadoell abor at or i oc ongr andeséxi t osdehaber v er i ficadol ospi nescor r ec t osde lampl i ficadorpar aar mar c or r e c t a me nt ee lc i r c ui t o. Tambi énr eal i z amosl av er i ficac i óndequel asumadel as s e ñal e ss eanl asc or r e c t asal o sdat o st e ó r i c o s encont r adosoapro xi mados. Dees t af or macompr endi mose lusodeampl i ficary sumarseñal esdi f er ent es.
6.BI BLI OGRAFI A
ELECTRONICA LINEAL I I
•
• •
ht t ps: //es. sl i deshare. net /hasorcorp/ampl i ficador oper aci onal l abn4?f r om_act i on=save ht t ps: //es. wi ki pedi a. org/wi ki /Ampl i ficador_oper aci onal ht t p: //www. i f ent . or g/t emas/ampl i ficador es_oper aci onal es . a s p
