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CAP IX ELECTRONICA IIITEMA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES DIFERENCIALES DE CORRIENTE LM 3900
1Electronica III-FNI-UTO
OBJETIVOS
Indicar el nombre y la finalidad de los terminales del A.O. diferenciador de corriente
Indicar las ventajas del C.I. LM 3900 Indicar las partes principales de un A.O. Y describir
su funcionamiento Calcular los componentes de un amplificador
inversor , no inversor , generador de onda cuadrada VCO, etc.
2Electronic a III-FNI-UTO
INTRODUCCION Este tipo de amplificadores son llamados
también amplificadores tipo Norton, amplifican diferencias de corriente de entrada proporcionándonos una tensión de salida
Se encuentran en el mercado en una versión cuádruple, Sobre un encapsulado de 14 terminales, alimentación simple, entre un rango bastante amplio entre 4 y 36 Voltios.
Trabaja como amplificador clase A
3Electronica III-FNI-UTO
CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES
Rango de tensión de alimentación 4 a 36V Ganancia de lazo abierto 70db Impedancia de salida, Zo=8K Rango de tensión salida (Vcc-1V) Corriente típica de salida, Io = 10mA Corriente de entrada máxima 10 mA
4Electronica III-FNI-UTO
SIMBOLO Y DIAGRAMA INTERNO
NORTONLM3900
5Electronica III-FNI-UTO
DISPOSICION DE TERMINALES LM3900
6Electronica III-FNI-UTO
GANANCIA EN FUNCION DE LA FRECUENCIA
7Electronica III-FNI-UTO
MONTAJES BASICOS CON EL LM3900
8Electronica III-FNI-UTO
Para el análisis de circuitos con el LM3900, se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones:
1.- Las corrientes de entrada I(+) e I(-), se reflejan mutuamente, por lo tanto:
I(+) = I(-)
2.- Entre los terminales de entrada y tierra, existe una caída de 0.5V
9Electronica III-FNI-UTO
AMPLIFICADOR INVERSORAnalisis en reposo I+=I-
3 2
22
3 3
3 2
0,5 0,5
0,5 0,5
22 condicion para trabajar en clase A
CC ODC
CCODC ODC CC
CCODC
U UR R
U RU R U UR R
UU
R R
Este circuito trabaja en clase Ai1
i2
1 2Para la ganancia de tension 0i i
21
1
y la impedancia de entrada Zv iRA RR
10
Electronica III-FNI-UTO
AMPLIFICADOR INVERSOR
11Electronica III-FNI-UTO
CURVAS DE ENTRADA Y SALIDA
0 .0 00ms 10 .00ms 2 0 .00ms 30 .0 0ms
9 .000 V
8 .000 V
7 .000 V
6 .000 V
5 .000 V
4 .000 V
3 .000 V
2 .000 V
1 .000 V
0 .000 V
- 1 .000 V
A : v 1_1B: c 2_1
12Electronica III-FNI-UTO
AMPLIFICADOR NO INVERSORIf
Ii
13Electronica III-FNI-UTO
1
2
RRAv
1iZ R
f iI I I I 2 1
y if i
VV oI IR R
3 22R R
Ganancia de tensión:
Condición Clase A
Impedancia de entrada
14Electronica III-FNI-UTO
CURVAS ENTRADA Y SALIDA
0 .0 0 0 m s 2 .0 0 0 m s 4 .0 0 0 m s 6 .0 0 0 m s 8 .0 0 0 m s 1 0 .0 0 m s
9 .0 0 0 V
8 .0 0 0 V
7 .0 0 0 V
6 .0 0 0 V
5 .0 0 0 V
4 .0 0 0 V
3 .0 0 0 V
2 .0 0 0 V
1 .0 0 0 V
0 .0 0 0 V
- 1 .0 0 0 V
A : c 2 _ 1B : v 1 _ 1
15Electronica III-FNI-UTO
Comparador de tensión
(2) Si i REF oV V V Vcc
(1) Si 0i REF oV V V
16Electronica III-FNI-UTO
2
1
El circuito nos muestra un comparador de tensiónde potencia, alimentando una lámpara
17Electronica III-FNI-UTO
Comparador inversor con histéresis con el baricentro no en el origen
I(+)
Si, Vo=V+ →I(+)=I1+I2
Si VIN<Vp→ RINVpI 5.0)(
15.05.0)(
RV
RVI
B
( ) ( )I I
I(-)
18Electronica III-FNI-UTO
5.0R
5.0VR
5.0VRV1B
INP
1BINP R
1R1VRV
5.0R
5.0VRVB
INV
B
INV R
VRV
Con I(+)=I(-), tenemos:
Aproximando:
Aproximando:
Para la tension de pico:
Para la tension valle:
19Electronica III-FNI-UTO
Comparador de Tensión No Inversor
Si Vo=0 y VIN<Vp→ BRVI 5.0)(
Si VIN≈Vp, con Vo=0→ RINVpI 5.0)(
( ) ( )I I 20Electronica III-FNI-UTO
5.0R
5.0VRVB
INP
P INB
VV RR
5.0R
5.0VR
5.0VRV1B
INV
1
1 1V IN
B
V R VR R
Para el voltaje pico:
Para el voltaje valle:
21Electronica III-FNI-UTO
GENERADOR DE ONDA CUADRADA
Comparador inversor
22Electronica III-FNI-UTO
Análisis de ecuaciones
1
1
Si , se carga a travesde R hasta el voltaje VP
Vo Vcc C
1
1
Si 0, se descargaa traves de R hasta Vv
Vc Vp Vo C
1 1Para el periodo: 2 ln p
v
VT RC
V
2
3
RVv VccR
23 4
1 1Vp R VccR R
23
Electronica III-FNI-UTO
Curvas voltaje de salida y del capacitor
5 0 .0 0 m s 1 0 0 .0 m s 1 5 0 .0 m s 2 0 0 .0 m s
1 2 .5 0 V
1 0 .0 0 V
7 .5 0 0 V
5 .0 0 0 V
2 .5 0 0 V
0 .0 0 0 V
- 2 .5 0 0 V
A : r 1 _ 1B : r 1 _ 2
+Vcc
Vp
Vv
T1 T2
Vc
24Electronica III-FNI-UTO
GENERADOR DE IMPULSOS
25Electronica III-FNI-UTO
CURVAS DEL CAPACITOR Y SALIDA
26Electronica III-FNI-UTO
Electronica III-FNI-UTO 27
1 1Para : 1 ln Ucc VpT RCUcc Vv
2 1Para: 2 ln p
v
VT R C
V
Oscilador controlado por tensión
A2, Comparador no inversor
A1, Integrador diferencial
28Electronica III-FNI-UTO
Si la salida Uo, se encuentra a 0V , el transistor Q1 bloqueado, en el A1 se tiene un integrador diferencial (t=T1)
En forma general:
2 12 1 1 1
1 11 x xU U dt U dtR C R C
12 1 1 1
1 1U Uedt UedtR C R C
11
2 12UeTUR C
Rampa positiva
Como U1x=U2x=Ue, entonces:
Si R1=2R2
1 11
2 1 2 12UeT UeTUR C R C
En t=T1 29Electronica III-FNI-UTO
El A2 trabaja como comparador no inversorSi U1≈Vp, Uo = +Ucc, entonces satura a Q1 la corriente I2 no ingresa al Terminal positivo
Entonces en T2:2
1 21 1 1 10
1 T UeU Uedt TRC RC
1 22 12
UeU TR C
2 14 ( )P vR C U UTUe
Con R1=2R2
Para el periodo tenemos:
2 1
( ) ( )4 ( )p v
Uef Hz f f UeR C U U
A2
30Electronica III-FNI-UTO
Generador de onda cuadrada y triangular
A2, Comparador inversor
A1, Integrador diferencial
022 1 1 1
1 11 .Uo U dt Ucc dtR C R C
31Electronica III-FNI-UTO
1
2 1
12UccTUo
R C
2
2 1
12UccTUo
R C
2 14 ( )P VR C U UTUcc
Para el periodo
Si Uo1=Up, Uo2=0, la rampa crece negativamente en t=T2
Rampa lineal creciente
Si Uo2=+Ucc, en t=T1 y R1=2R2, tenemos
32Electronica III-FNI-UTO
Aplicaciones:Tacómetro con doble frecuencia
33Electronica III-FNI-UTO
Regulador de Voltaje Bajo
34Electronica III-FNI-UTO
Fuente Polarizada Negativa
35Electronica III-FNI-UTO
Generador de Rampa Desplazado
36Electronica III-FNI-UTO
Filtro Activo Bi-Cuadrado.
37Electronica III-FNI-UTO
Fuente de Corriente con Voltaje Controlado
38Electronica III-FNI-UTO
Autoregulador de voltaje
39Electronica III-FNI-UTO
Generador PWM
40Electronica III-FNI-UTO
41Electronica III-FNI-UTO
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Bibliografía
CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES M. Torres Portero 1989 INTRODUCCION A LOS A.O. CON
APLICACIONES LINEALES Luces M. Faulkenberry 1990 Manuales del LM3900
43Electronica III-FNI-UTO