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Este trabajo describe los diversos conversores de voltaje y corriente que se pueden realizar con Amplificadores Operacionales
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
Facultad de Ingeniería Electrónica
CONVERTIDORES DE VOLTAJE
ANDRÉS FELIPE GÓMEZ ARRECHEA
Retroalimentación
Fig. 1: Diagrama de bloques de una
retroalimentación
Como se puede observar en la Fig.1. Es
el proceso en el cuál se toma una muestra
de la señal de salida del sistema, y se
ingresa a la entrada de esté, permitiendo
retroalimentar. Lo cual permite
estabilizar la ganancia del sistema lo
cual lo hace más estable .
Ganancia de un sistema
retroalimentado
,
,
, y
,
(
)
Convertidor de voltaje a
voltaje (VCVS)
el convertidor de voltaje a voltaje
(VCVS) cuenta con una alta impedancia
de entrada del mismo modo cuenta con
una impedancia de salida muy baja casi
cero como se observa en la Fig.2 . La
ganancia de del VCVS se representa
mediante . Gracias a su baja
impedancia de salida VCVS se
comporta como una fuente de tensión
constante para cualquier carga real.
Fig. 2: Esquema eléctrico VCVS
E l amplificador no inversor es una de las
aplicaciones muy utilizadas por en los
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convertidores de voltaje a voltaje como lo
muestra la fig.3
Fig. 3: Amplificador VCVS
Para poder comenzar nuestro análisis
suponemos un corto virtual entre los
terminales inversor y no inversor de
nuestro amplificador operacional, esto no
permite suponer que el voltaje de entrada es
el mismo en ambas terminales. Esto nos
permite decir que el voltaje de salida del
amplificador no inversor
y dado que el factor atenuador
Recordando la expresión del voltaje de la
señal de salida de un amplificador
retroalimentado podemos decir que
reacomodando los
términos sabemos que
Ganancia en laso cerrado
Ganancia en laso abierto
La impedancia de entrada un
amplificado no inversor en lazo cerrado
es
Y la impedancia de un amplificador no
inversor en lazo cerrado es
Convertidor de corriente a
tensión
el ICVS, un amplificador de
transimpedancia ( convertidor de
corriente a tensión). Cuenta con
independencia de entrada y de salida
muy bajas. El factor de conversión del
ICVS se denomina transimpedancia,
simbolizado y expresada en ohmis
como lo muestra la fig.4
Fig. 4: Esquema eléctrico ICVS
Su funcionamiento consiste: cuando se
ingresa un corriente y esta pasa atreves
de una impedancia del sistema y gracias a su
factor de transimpedancia el cual
transforma esta corriente en una Tensión de
salida.
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Fig. 5: Amplificador ICVS
Analizando la fig. 5 suponiendo una tierra
virtual entre las terminales inverso y no
inversor y debido a la alta impedancia de
entrada del amplificador operacional
podemos decir que el y como
sabemos que el voltaje de salida es
(
)
Debido a que es muy grande
podemos decir que el y
podemos deducir que nuestro voltaje de
salida depende de la corriente de
entrada y nuestra transimpedancia( )
que es nuestro factor de transimpedancia
la cual me permite cambiar la corriente
de entrada en un voltaje de salida
proporcional a esta resistencia.
Para determinar la impedancia de
entrada del ICVS se utiliza la siguiente
formula
Y para determinar la impedancia de
salida del salida se determinar de la
siguiente formula
Convertidor de Tensión a
corriente (VCIS)
VCIS, un amplificador de transconductancia
(convertidor de tensión a corriente). Cuenta con
una impedancia de entrada y de salida alta, y
cuenta con factor de conversión de un VCIS el
cual se conoce como transconductancia y es
representado por el símbolo y es expresado
en siemens (1/Ω) como se muestra en la
fig.6
Fig. 6: esquema eléctrico del VCIS
Como podemos observar en la fig.6 podemos
observar que en la entrada del VCIS hay un
voltaje de entrada el cual lo alimenta, y al
mismo tiempo este voltaje es transformado en
corriente gracias el factor de transconductancia
que transforma este voltaje en una fuente e
corriente muy estable gracias a la
retroalimentación negativa.
Fig. 7: Amplificador VCIS
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como se puede ver en la fig.7 el
amplificador VCIS es muy parecido al
amplificador VCVS pero con la
diferencia que es la resistencia de
carga y al mismo tiempo es la resistencia
de retroalimentación, en pocas palabras el
voltaje de salida no esta determinado
por la tensión que presentan ,
sino que es la corriente a través de .
Es decir que un valor de tensión de
entrada determino produce un valor
preciso de corriente salida.
La corriente salida se define como
Debido a que la ganancia de laso abierto
es muy grande en el orden de los
megohmios podemos simplificar la
ecuación de corriente de salida como
La impedancia entrada y salida se
calcula de la siguiente e forma
Amplificador de Corriente
ICIS un amplificador de corriente.
Cuenta con una impedancia de entrada
muy baja pero con una impedancia de
salida alta. la ganancia de corriente del
ICIS se simboliza como debido aque
su impedancia de salida es casi infinito
esto produce una corriente constante
para cualquier resistencia real de carga
Como lo muestra la fig.8
Fig 8: esquema eléctrico ICIS
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