Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 1/9

Fundamento Teórico

La electrónica analógica se ha visto enriquecida con la incorporaciónde un nuevo componente básico: el amplifcador operacional (A.O.).

 Aunque realmente el A.O. es un circuito electrónico evolucionado, suscaracterísticas de versatilidad, uniormidad de polari!ación,propiedades notables " disposición en circuito integrado, convierten almismo en un nuevo elemento electrónico capa! de intervenir en laconormación de circuitos analógicos de ma"or comple#idad.

La utili!ación del A.O. en circuitería presupone un adecuadoconocimiento de sus características de uncionamiento " prestaciones.$stos datos se eval%an en base a determinadas característicasproporcionadas por el abricante.

El Amplifcador

$l ob#eto de un ampli&cador electrónico, es elevar el valor de latensión, corriente o potencia de una se'al variable en el tiempo,procurando mantenerla lo más &el posible.

Los parámetros que caracteri!an a un ampli&cador son los siguientes:

onde:  A ganancia del ampli&cador. *rado de ampli&cación.  +e tensión de entrada.

  ie ntensidad de entrada.  -e mpedancia de entrada.  +s tensión de salida.  is ntensidad de salida.  -s mpedancia de salida.

La ganancia (A), es la relación entre la salida " la entrada. e puededistinguir entre ganancia de tensión, corriente " potencia.

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 2/9

Av +s/+e ganancia de tensión.A is/ie ganancia de corriente.Ap 0s/0e Av.A ganancia de potencia.

Ninguna tiene unidades.

$#emplo:a) A un ampli&cador le aplicamos la siguiente se'al, +e 1+ ie 12

mA. 3 el nos da, +s 4+, is 122 mA. 56uál será su ganancia detensión, corriente " potencia.7olución:

Av +s/+e 4+/1+ 8A is/ie 122 mA/ 12mA 92Ap 0s/0e Av.A 8 . 92 82

b) $presa la ganancia de potencia del e#ercicio anterior endecibelios (d;)

A(d;) 92 log (0s/0e) 92 log (82) 9<,21 d;

La impedancia de entrada (-e) " de salida (-s), se de&nen comola tensión aplicada " la corriente absorbida.

  -e +e/ie impedancia de entrada.  -s +s/is impedancia de salida.

Introducción al amplifcador operacional $l ampli&cador operacional (AO), es un ampli&cador que posee, dosentradas activas reeridas a masa (entrada dierencial)= la entradainversora (>), " la no inversora (?). @iene una salida " se alimenta contensión simtrica (dos uentes de tensión).

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 3/9

Las características del AO ideal son: 

> *anancia de tensión en la!o abierto (A2) in&nita.  > mpedancia de entrada (-e) in&nita.  > mpedancia de salida (-s) cero.

$l A.O. es un dispositivo ampli&cador cu"as características deuncionamiento se aproiman a las de un ampli&cador ideal: gananciain&nita, salida nula en ausencia de la se'al de entrada, impedancia deentrada in&nita, impedancia de salida cero, ancho de banda in&nito "tiempo de subida nulo.

Las características de un A.O. real di&eren de las propias de un A.O.

ideal. Bo obstante, un A.O. típico está caracteri!ado por las siguientespropiedades sustancialmente aceptables: elevada ganancia entensión, alta impedancia de entrada, ancho de banda amplio(partiendo desde c.c.), ba#a tensión de oCset, mínima distorsión, nivelde ruido reducido, etc.

6omo se observa en la &gura 9, el ampli&cador operacional posee dosentradas: una B+$DODA (>) " otra BO B+$DODA (?) " una salidaasimtrica reerida a masa.

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 4/9

i la se'al se mete por la inversora, la se'al de salida apareceráinvertida 942E respecto a la ecitación. La alimentación se reali!a pormedio de dos uentes simtricas, una ?+cc, u otra >+cc, $sta

circunstancia permite centrar la se'al de salida respecto al nivel dereerencia (masa).

$isten dos tipos de uncionamiento básico: sin realimentación oen ;F6L$ A;$D@O " con realimentación o en ;F6L$ 6$DDAO.

Bormalmente se usa en ;F6L$ 6$DDAO. La red de realimentacióndetermina la unción que reali!a el monta#e, permitiendo laconstrucción de ampli&cadores asimtricos, osciladores, integradores,dierenciadores, sumadores, restadores, comparadores, &ltros, etc.

Las limitaciones de este tipo de dispositivos quedan determinadas porlas características del abricante.

nterpretación de las especi&caciones de los ampli&cadoresoperacionales.

1. GANANCIA E TEN!I"N EN #$C%E A#IE&T' A

6orresponde a la ganancia del ampli&cador sin realimentar. ependede la recuencia de traba#o " de la temperatura, disminu"endo alaumentar uno cualquiera de ambos actores. u valor típico es el de922 d;.

i el A.O. se utili!a con realimentación en tal caso la ganancia dependede la red de realimentación.

(. I)*EANCIA E ENT&AA +i ,fgura (a-

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 5/9

e de&ne como la impedancia que el ampli&cador presenta a la uentede ecitación conectada a una de las dos entradas " con la otra amasa. -i varía con la temperatura " la recuencia, suele darse paradeterminada condiciones concretas, por e#emplo: @ 1G E 6 " 9

HI!, $videntemente la variación de -i modi&ca la ganancia del A.O.

ebido a que el A.O. es un ampli&cador de tensión, -i debe de ser mu"elevada con el &n de evitar cualquier eecto de carga sobre la etapaanterior de ecitación. $l valor típico de la impedancia de entradasuele ser del orden de los Jega Ohmios.

. I)*EANCIA E !A%IA +o ,fgura (b-

$s la impedancia que presenta el A.O. hacia una carga conectada a lasalida. Fna -o elevada reduce la ganancia del A.O. " puede dar lugar aque la etapa siguiente cargue el A.O. 0or otra parte la impedancia desalida disminu"e al aumentar la recuencia de traba#o, "a que, enestas circunstancias A disminu"e. Los valores normales a -o sonineriores a 922 ohmios.

/. )0&GEN IN0)IC' o2pp ,fgura (c-

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 6/9

Depresenta el valor máimo pico a pico que puede adquirir la se'alsimtrica de salida. dealmente debería de coincidir con K+cc(dierencia entre los valores de ambas uentes de alimentación). Boobstante, debido a las prdidas en uncionamiento real, +o>pp es

inerior en algunos voltios a K+cc, Fn aumento de la recuencia,impedancia de salida o intensidad sobre la carga, se traduce en unadisminución del margen dinámico.

3. ANC4'! E #ANA ,fgura (d-

e de&ne como la gama de recuencias de uncionamientocomprendidas entre la recuencia de corte inerior " superior.

Decordemos que las recuencias de corte, de&nidasconvencionalmente, son aqullas para las que la ganancia cae d;

respecto a su valor típico (normalmente para HI! ), $n las ho#as decaracterísticas ; se da para uncionamiento en bucle abierto tomandoun valor comprendido entre 2 " 92 JI! en modelos comerciales. itenemos en cuenta que el A.O. es un ampli&cador de continua,ampli&cador desde 2 I!, la recuencia máima con la que puedeoperar coincidirá con el valor asignado al ancho de banda.

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 7/9

5. )06I)A TEN!I"N E ENT&AA i má7

+aría en unción de la alimentación del A.O. Bormalmente es algoinerior a K+cc.

8. FACT'& E &EC4A+' EN )'' C')9N C)&&

e de&ne como la relación logarítmica entre la ganancia para laentrada dierencial respecto a la ganancia para entrada en modocom%n, epresado en d;, 6JDD 12 log *d d;, Decordemos que elA.O. unciona en *c.

Jodo com%n cuando la se'al de entrada se aplica simultáneamente aambos terminales (?) " (>). e la interpretación del 6JDD se deduce elgrado de equilibrio de las etapas dierenciales del A.O. u valor debeser lo más elevado posible, "a que, a medida que su valor aumenta, elA.O. es menos sensible a la se'al com%n aplicada a la entrada. $n losA.O. integrados de tipo comercial el 6JDD oscila entre M2 " N2 d;.

Fn condicionante a considerar es que el actor de recha!o en modocom%n depende de la recuencia. Fn aumento de inu"enegativamente en el 6JDD,

:. TEN!I"N E 'FF!ET

e denomina oCset a cualquier desequilibrio o asimetría en ladistribución interna de tensiones en el A.O. La tensión de oCset sede&ne tanto a la entrada como a la salida.

;. io< TEN!I"N E 'FF!ET E ENT&AA ,fgura (e-

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 8/9

$s el nivel de tensión que ha" que aplicar a la entrada para que latensión dierencial de salida sea nula.

1=. oo< TEN!I"N 'FF!ET E !A%IA

6oincide con el nivel de tensión dierencial de salida cuando la se'aldierencial de entrada es nula. Los 6.. operacionales poseenterminales eternos para la corrección de la tensión de oCset,

11. INTEN!IA E 'FF!ET< Iio ,fgura (-

e de&ne como la dierencia entre las corrientes que circulan por entreambas entradas cuando la se'al dierencial aplicada es nula. Lacorriente de oCset cobra importancia cuando están presentes en losterminales de entrada uentes de ecitación de elevada resistenciainterna. $n eecto, puede ocurrir que siendo la tensión de oCset 2, lacorriente oCset adquiere un valor apreciable.

#ibliogra>a

7/25/2019 Fundamento Teórico-Bibliografia, Guia v OPAM

http://slidepdf.com/reader/full/fundamento-teorico-bibliografia-guia-v-opam 9/9

Gu>a del %aboratorio de Circuitos Electrónicos (.

• 0rea Tecnolog>a: Ampli&cadores operacionales introducción,$nlace: http://PPP.areatecnologia.com/ampli&cadores>

operacionales/ampli&cador>operacional>introduccion.htm 

• )iguel 0ngel *ita Fernánde?@ Ampli&cadores operacionales=

Qecha de consulta, 2 de Abril del 1292= $nlace:

http://PPP.monogra&as.com/traba#os8G/ampli&cadores>

operacionales/ampli&cadores>operacionales.html

• Electronic Components atasBeet= LJM89 > ;LF$ O+ALLAJ0 L$ > eoul emiconductor= Qecha de consulta, 2 deAbril del 1292= $nlace:

http://PPP.alldatasheet.es/datasheet>pd/pd/9N4249/$OFL/LJM89.html