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5/24/2018 Unidad 3 Circuitos Electrc3b3nicos Con Opamp
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UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
UNIDAD 3:CIRCUITOS ELECTRNICOS CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES.
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDAFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE COMPUTACIONASIGNATURA: ELECTRNICA
PROFESOR:ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC
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UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
El Amplif icador Operacional (OPAMP)es una amplificador de gran
ganancia, utilizado para realizar amplificacin, conmutacin, filtrado de
seales, etc. en forma de circuito integrado. Sus diseos solo requieren
cambiar los elementos externos tales como resistencias, condensadores,
diodos, etc.
Smbo lo d el OPAMP y sus elemento s:
vo = A (v2v1)
A = Ganancia
Entrada
Inversora
Entrada No
Inversora
Salida
-V
v2
+V
v1
Polarizacin
Negativa
Polarizacin
Positiva
vo
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UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
MODELOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DEL OPAMP
El OPAMP est compuesto
internamente por muchos
transistores encapsulados en
Chips (Circuitos integrados).
Ejemplo el modelo: LM741
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Resistencia deentrada Fuente de
tensin
Resistencia desalida
Modelo elctr ico aproxim ado del amplif ic ador operacional
A (v2v1)
+v2
-v1
- Los lmites de saturacin son los voltajes
de alimentacin (Vpos y Vneg )
- Av muy alta => Av
- Rimuy alta => Ri V+ = V-
- Romuy baja => Ro 0 Vo =Av(V+
-V-)
Valor finito
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Circuitos de Aplicaciones tpicas de los OPAMP:
Circuitos Amplificadores de Seal:
Amplificador Inversor
Amplificador No Inversor
Circuitos Operadores de SealesSumador
Comparador
Circuitos Convertidores de Seales
Convertidores D/A
Convertidores A/D
Circuitos Filtros Activos
Filtro Paso Bajo
Filtro Paso Alto
Filtro Paso Banda
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Amplificadores de Seales con OPAMP:
Ampl i f icador Inversor
21 R
VV
R
VV oi
0 VVCondiciones ideales:
Leyes de Kirchoff:
1
2
R
R
V
V
i
o
Funcin d e transferencia:
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UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
Ampl i f icador Inversor
5
A
tsenAVi
21 RR
Vo
ViA
-A
t
Ejemplo 2:
5
A
tsenAVi
12 4RR
Vo
ViA
-A t
+Vcc
-Vcc
saturacin
Ejemplo 1:
Amplificadores de Seales con OPAMP:
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Ampl i f icador No Inversor
21
0
R
VV
R
V o
iVVV Condiciones ideales:
Leyes de Kirchoff:
1
21
R
R
V
V
i
o
Amplificadores de Seales con OPAMP:
Funcin d e transferencia:
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Ampl i f icador No Inversor
5
A
tsenAVi
12 RR
5
A
tsenAVi
12 3RR
saturacinVoVi
A
-A t
Ejemplo 2:
Ejemplo 1:
Vo
Vi
A
-A t
+Vcc
-Vcc
saturacin
Amplificadores de Seales con OPAMP:
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Sumador Inversor de Seales con OPAMP:
B
B
f
A
A
f
f
B
B
A
Ao v
R
Rv
R
RR
R
v
R
vv
entradadedefuenteslaspor
adaproporcioncorriente
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iiEEiiCC
ovvsiV
vvsiVv
Comparador de Seales con OPAMP:
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El amplificador Operacional (OPAMP):
Circuitos convertidores de Seal
El convertidor Digital/Analogico (D/A), produce una salida igual a la suma ponderada de
las entradas, donde el peso de cada entrada esta dado por la ganancia de cada canal.
Tensin de 2 valores
5VDC> 1 Lgico
0VDC -> 0 Lgico
(Datos de 4 bits)
R0 = R0 / 20 = R0 /1
R1 = R0 / 21 = R0 /2
R2 = R0 / 22 = R0 /4
R3 = R0 / 23 = R0 /8
Rf = R3(Resistencia mas baja de las entradas digitales)
v3 v2 v1 v0 Vout
(V)0 0 0 0 0
0 0 0 1 0,625
0 0 1 0 1,25
0 1 0 0 2,5
1 1 1 1 9,375
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El convertidorAnalogico/Digital (A/D), produce un conjunto de salidas con solo dos niveles
De voltaje (0 y 1), partir de un rango de voltajes a la entrada. Vref = 5VDC+V yV = 5VDC
Resolucin = Vref / n+1
Donde n = bits de salida
Resolucin = 5 / 8 = 0,625 V
7 6 5 4 3 2 1 Vin (V)0 0 0 0 0 0 0 0 a 0,625
0 0 0 0 0 0 1 0,625 a 1,25
0 0 0 0 0 1 0 1,25 a 1,875
0 0 0 0 1 0 0 1,875 a 2,5
0 0 0 1 0 0 0 2,5 a 3,125
0 0 1 0 0 0 0 3,125 a 3,75
0 1 0 0 0 0 0 3,75 a 4,375
1 0 0 0 0 0 0 4,375 a 5
(Datos de 7 bits)
Convertidor Analogico/Digital (A/D):
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Ejercicio Propuesto de Amplificadores:
UNIDAD 3 AMP IFICADORES OPERACIONA ES
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Ejercicio Propuesto Convertidores A/D y D/A:
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Concepto de Filtro Activo:
Los filtros activos son circuitos electrnicos utilizados en sistemasde comunicaciones, conformados por resistencias, capacitores y
amplificadores operacionales, con el propsito de impedir o permitir
el paso de seales a determinados valores o rangos de frecuencias.
f1 = (10Khz)
f2 = (5Khz)
f0 = (5Khz)Filtro Activo
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Es la representacin grafica de la ganancia de voltaje del filtro (Av)
en funcin de la frecuencia (f).Av
f
Rango de Frecuencias Permitidas
0
Debido a que Av puede tener valores muy grandes y muy pequeos, en la
grafica de respuesta se utiliza una escala logartmica para representar a Av, con
una unidad llamada el Belio. El submltiplo de esta unidad utilizado en lamayora de los sistemas es el Decibelio (dB), que corresponde a una decima
parte del Belio. El dB, es la unidad tpica para representar las relaciones de
ganancia de voltaje y potencia:
1dB = 10 Log Ap
1dB = 20 Log Av, donde la Av = Vo/Vi, donde Vo es el voltaje de salida y Vi el de
entrada
Respuesta Ideal de un Filtro Activo:
El decibelio (dB):
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Tipos de Filtros Activos:
dB
f (Hz)
Banda Pasante
0fc
Banda Eliminada
dB
f (Hz)
Banda Pasante
0fc
Banda
Eliminada
Filtro Paso Bajo:Permite el paso de seales cuyasfrecuencias estn comprendidas
desde 0 hasta una frecuencia de
corte fc y bloquea todas las
frecuencias por encima de dicha fc.
Filtro Paso Alto:Permite el paso de seales cuyas
frecuencias estn comprendidas porencima de una frecuencia de corte fc
y bloquea todas aquellas que estn
entre 0 y dicha frecuencia de corte.
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dB
f (Hz)
Banda Pasante
0fo
Banda
Eliminada
Banda
Eliminada
fc1 fc2
fc1 Frecuencia corte inferior
fc2 Frecuencia corte superiorfo Frecuencia central operacin
Filtro Paso Banda:Permite el paso de seales cuyas frecuencias estn comprendidas
por encima de una frecuencia de corte inferior fc1y por debajo de una
frecuencia de corte superior fc2, bloqueando las frecuencia fuera de
este rango. Este tipo de filtros se utiliza para sintonizar una seal en
sistemas de radiofrecuencia o de televisin.
Tipos de Filtros Activos:
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Parmetros de un Filtro Paso banda:
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Este parmetro se utiliza para establecer la cantidad de
prdida de seales cuando pasan por un filtro. Con una
tensin de entrada constante, la atenuacin se define como
la tensin de salida a cualquier frecuencia, dividida entre la
tensin de salida para las frecuencias medias. Establece larespuesta que define el comportamiento del filtro real, en
relacin al filtro de respuesta ideal.
Av
f
Rango de Frecuencias Permitidas
0
Puntos de Atenuacin
Concepto de Atenuacin:
AT = -20 log (Vo / Vo)
VoVo
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Circuitos de Filtros Activos:
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Circuitos de Filtros Activos:
UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
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Circuitos de Filtros Activos:
UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
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Ejercicios de Filtros Activos: