1 INTRODUCCIÓN A LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES.
CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS...
Transcript of CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS...
![Page 1: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/1.jpg)
CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL
Ganancia infinita A = ∞ Impedancia de entrada infinita Ri = ∞ Impedancia de salida cero Ro = 0
Vo = A (Vi+ - Vi-)
![Page 2: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/2.jpg)
AMPLIFICADOR INVERSOR BÁSICO CON EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL
€
Vo = A vi+ − vi
−( ) Realimentación negativa Con A = ∞, el voltaje de salida distinto de cero implica
€
vi+ = vi
−
En este caso
€
vi+ = vi
− = 0
Entonces:
€
Vent = R1I1 y
€
Vo = R2I2
Si la impedancia de entrada es ∞ se cumple
€
I1 = −I2
Por lo tanto se cumple que
€
VentR1
= −VoR2
€
Vo = −R2R1
Vent
![Page 3: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/3.jpg)
AMPLIFICADOR NO INVERSOR BÁSICO CON EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL
€
Vo = A vi+ − vi
−( ) Realimentación negativa Con A = ∞, el voltaje de salida distinto de cero implica
€
vi+ = vi
−
En este caso
€
vi+ = vi
− =Vent
Entonces:
€
Vo −Vent = R2I2 y
€
Vent = R1I1
Si la impedancia de entrada es ∞ se cumple
€
I1 = I2 Por lo tanto
€
Vo −VentR2
=VentR1
€
Vo = 1+R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ Vent
![Page 4: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/4.jpg)
SEGUIDOR DE VOLTAJE CON EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL
€
Vo = A vi+ − vi
−( ) Realimentación negativa Con A = ∞, el voltaje de salida distinto de cero implica
€
vi+ = vi
−
En este caso
€
vi+ = vi
− =Vent
Entonces: Característica importante: Impedancia de muy alta (teóricamente infinita)
€
Vo =Vent
![Page 5: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/5.jpg)
SUMADOR INVERSOR CON EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL IDEAL
€
Vo = −RFR1
V1 +RFR2
V2 +RFR3
V3 +RFR4
V4 +RFR5
V 5⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
![Page 6: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/6.jpg)
FILTRO PASA BAJO ACTIVO
€
Zr =
R2jωC
R2 +1jωC
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
⇒ Zr =
R2ωC
R22 +
1ωC⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ 2
€
VoVi
= −1R1
R2ωC
R22 +
1ωC⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ 2
Frecuencia de corte:
€
R2 =1
ωcC⇒ωc =
1R2C
⇒ fc =1
2πR2C
![Page 7: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/7.jpg)
RESPUESTA FILTRO PASA BAJO ACTIVO DE PRIMER ORDEN
![Page 8: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/8.jpg)
FILTRO PASA ALTO ACTIVO
€
Zi = R1 +1jωC
⇒ Zi = R12 +
1ωC⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ 2
€
VoVi
= −R2
R12 +
1ωC⎛ ⎝ ⎜
⎞ ⎠ ⎟ 2
Frecuencia de corte:
€
R1 =1
ωcC⇒ωc =
1R1C
⇒ fc =1
2πR1C
![Page 9: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/9.jpg)
RESPUESTA FILTRO PASA ALTO ACTIVO DE PRIMER ORDEN
![Page 10: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/10.jpg)
ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741)
* La ganancia A no es infinita, pero es muy grande (del orden de 105 o superior). * La impedancia de entrada no es infinita, pero es elevada (1MΩ o más). *La resistencia de salida no es cero, pero es pequeña (pocos ohmios). *Las fuentes de voltaje de alimentación (±15V) definen el rango de operación del amplificador y la salida no puede alcanzar el valor de la fuente (para las fuentes de ±15V la salidas máximas están alrededor de ±14V). *Las entradas no son perfectamente simétricas, las corrientes en ambas entradas no son exactamente iguales. Esta es la razón para utilizar la resistencia de R3 en la entrada no inversora (R3=R1||R2) a fin de ayudar a balancear las corrientes de entrada. *Presentan un ancho de banda finito.
![Page 11: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/11.jpg)
CARACTERISTICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL 741
![Page 12: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/12.jpg)
MODELO AMPLIFICADOR OPERACIONAL
![Page 13: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/13.jpg)
GANANCIA NO INFINITA
![Page 14: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/14.jpg)
SATURACIÓN DEL VOLTAJE DE SALIDA
EL OPERACIONAL TAMBIÉN TIENE LIMITACIÓN DE LA MÁXIMA CORRIENTE QUE PUEDE ENTRGAR A LA
RESISTENCIA DE CARGA (20 mA)
![Page 15: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/15.jpg)
SLEW RATE
Es la máxima velocidad a la que puede variar el voltaje de salida, expresada en V/µs El fabricante especifica fM = Máximo ancho de banda de potencia (full power bandwidth): Frecuencia a la cual una señal sinusoidal a la salida del opam comienza a mostrar distorsión debido al efecto del slew rate. En un seguidor de voltaje:
€
dvodt
=ωVi cosωt
€
vo = Visenωt
€
SR = VomaxωM
€
dvodt max = SR
![Page 16: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/16.jpg)
VOLTAJE DE OFFSET
Al colocar las dos entradas del operacional a tierra, vamos a observar un voltaje a la salida.
Si la ganancia es muy alta, el operacional puede saturar al voltaje positivo o negativo.
Para que la salida sea 0V, hay que aplicar una fuente de voltaje de la polaridad apropiada para que contrarreste el efecto del denominado Voltaje de Offset.
![Page 17: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/17.jpg)
CORRIENTES DE ENTRADA DE POLARIZACIÓN (BIAS) Y DE OFFSET
Para que el operacional pueda funcionar, tienen que circular corrientes por sus entradas, IB1 e IB2 independientemente de sus resistencias de entrada. El fabricante especifica:
Corriente de polarización de entrada (input bias current):
Corriente de offset de entrada (input offset current): IB= 100nA IOS= 10nA
€
IB =IB1 + IB2
2
€
IOS = IB1 − IB2⎣ ⎦
![Page 18: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/18.jpg)
PRIMER AJUSTE PARA EQUILIBRAR LAS CORRIENTES DE ENTRADA: LA RESISTENCIA R3
R3 = R1 || R2
![Page 19: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/19.jpg)
R3 = R1 || R2
€
V2 = V3
€
V3 = IBR3€
IBPOS = IBNEG = IB
€
Vo −V2R2
+ IB =V2R1
€
VoR2
−V2R2
+V2R3
=V2R1
€
Vo = 0
€
−V2R2
+V2R3
=V2R1
€
1R3
=1R1
+1R2
![Page 20: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/20.jpg)
RESPUESTA EN FRECUENCIA CIRCUITO DE PRIMER ORDEN
![Page 21: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/21.jpg)
RESPUESTA EN FRECUENCIA AMPLIFICADOR OPERACIONAL.
![Page 22: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/22.jpg)
Para frecuencias mayores que wb (por ejemplo 10 veces)
€
A( jω) = −Aoωbjω
por lo tanto
€
A( jω) =Aoωbω
La ganancia llega a 1 para la frecuencia angular wt (frecuencia ft en la gráfica).
€
ωt = Aoωb Esta frecuencia se denomina ancho de banda de ganancia unitaria (unity gain bandwidth) Los amplificadores con estas características se denominan modelos de polo simple o polo dominante.
![Page 23: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/23.jpg)
RESPUESTA EN RECUENCIA DE AMPLIFICADORES EN LAZO CERRADO (O REALIMENTACIÓN NEGATIVA)
Ecuación de la función de transferencia con ganancia A finita:
€
VoVi
=−R2 /R1
1+(1+ R2 /R1)(1+ s /ωb)
Ao
€
VoVi
=−R2 /R1
1+(1+ R2 /R1)
Ao+(1+ R2 /R1)(s /ωb)
Ao
![Page 24: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/24.jpg)
€
VoVi
=−R2 /R1
1+ (1+ R2 /R1)s
ωbAo
=−R2 /R1
1+ (1+ R2 /R1)sωt
=−R2 /R1
1+sωt
(1+ R2 /R1)
![Page 25: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/25.jpg)
SEÑALES EN MODO DIFERENCIAL Y EN MODO COMÚN
Si se tienen dos señales v1 y v2 en las entradas de un amplificador diferencial, puede definirse lo siguiente: Entrada diferencial
€
vid = v2 − v1 Entrada modo común
€
vimc =v2 + v12
Por lo tanto
€
v1 = vimc − vid /2
€
v2 = vimc + vid /2
![Page 26: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/26.jpg)
RELACIÓN DE RECHAZO EN MODO COMÚN (CMRR)
Es un parámetro que mide la calidad de un amplificador diferencial.
Se define como la relación
Ad : ganancia en modo diferencial Amc : ganancia en modo común, al aplicar V1 = V2 (debería ser 0V) Por lo tanto CMRR ideal = ∞ CMRR real : 60 dB, 80 dB, 100 dB, .... Cuanto más alta mejor.
![Page 27: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/27.jpg)
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL BÁSICO CON EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL
€
Vo = A vi+ − vi
−( ) Realimentación negativa Con A = ∞, el voltaje de salida distinto de cero implica
€
vi+ = vi
− = vi
Entonces:
€
V2 − vi = R1I1 y
€
Vo− vi = R2I2
Si la impedancia de entrada es ∞ se cumple
€
I1 = −I2 ⇒V2 − viR1
= −Vo − viR2
€
vi =R2
R1 + R2
Por lo tanto se cumple que
€
Vo =R2R1
V1 −V2( )
€
Ad =V0
V1−V 2=R2R1
![Page 28: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/28.jpg)
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL IDEAL CON LAS RESISTENCIAS NO APAREADAS
Por superposición: Cuando vi2 =0 tenemos un amplificador inversor Cuando vi2 =0 tenemos un amplificador no inversor con un divisor de voltaje a la entrada Total
€
vo1 = −R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ vi1
€
vo2 = 1+R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
R4R3+R4
vi2
€
vo = −R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ vi1 + 1+
R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
R4R3+R4
vi2
![Page 29: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/29.jpg)
Si se cumplen las relaciones R1 = R3 y R2 = R4 :
€
vo = −R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ vi1 + 1+
R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
R2R1+R2
vi2 =R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ vi2 − vi1( )
![Page 30: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/30.jpg)
GANANCIA EN MODO COMÚN
€
va =R4
R3 + R4vimc
€
vo − vaR2
=va − vimc
R1
€
voR2
=vaR2
+vaR1
−vimcR1
€
vo = R21R2
+1R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
R4R3 + R4
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ vimc −
R2vimcR1
€
Amc =vovimc
=R1 + R2R1
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟
R4R3 + R4
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ −
R2R1
⎛
⎝ ⎜ ⎜
⎞
⎠ ⎟ ⎟
![Page 31: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/31.jpg)
IMPEDANCIA DE ENTRADA DEL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
vin = 0 Tierra virtual
€
vid = R1i1 + vin + R1i1
€
Rid =vidi1
= 2R1
![Page 32: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/32.jpg)
IMPEDANCIA DE ENTRADA DE LA ENTRADA INVERSORA DEL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL BÁSICO, CON LA ENTRADA
NO INVERSORA CONECTADA A TIERRA.
Rin = R1
Se ajusta VDC para que la salida sean 5V y Rp del orden de los kΩ
![Page 33: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/33.jpg)
IMPEDANCIA DE ENTRADA DE LA ENTRADA NO INVERSORA DEL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL BÁSICO, CON LA ENTRADA INVERSORA CONECTADA A TIERRA.
Rin = R1+ R2
Se ajusta VDC para que la salida sean 5V y Rp del orden de los kΩ
![Page 34: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/34.jpg)
IMPEDANCIA DE SALIDA
* Se aplica un voltaje de entrada que produzca una salida de 1 o 2 V y se mide cuidadosamente el voltaje de salida V01.
* Se coloca una resistencia de carga de unos 100Ω a 500Ω y se mide cuidadosamente el voltaje de salida V02.
*Con esos datos se puede plantear el circuito mostrado y determinar el valor de Ro.
![Page 35: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/35.jpg)
AMPLIFICADOR DIFERENCIAL CON ALTA IMPEDANCIA DE ENTRADA
![Page 36: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/36.jpg)
AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN
![Page 37: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/37.jpg)
€
i =V 01−V1R1
€
i =V1−V 2Rgain
€
i =V2 −V 02
R1
€
v01= V1 + iR1
€
v02= V2 − iR1
€
V02 −V01 = V2 −V1 − 2iR1
€
V02 −V01 = V2 −V1 − 2V1 −V2Rgain
R1 = 1+2R1Rgain
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ V2 −V1( )
€
Vo =R3R2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ v02 − v01( ) =
R3R2
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ 1+
2R1Rgain
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ V2 −V1( )
![Page 38: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/38.jpg)
AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN COMERCIAL INA114 DE TEXAS INSTRUMENT
![Page 39: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/39.jpg)
DESCRIPCIÓN DEL AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN INA114 (TOMADAS DE LA HOJA DE ESPECIFICACIONES)
*Es un amplificador de instrumentación de propósito general y bajo costo, que ofrece una excelente precisión y es ideal para un amplio rango de aplicaciones. *La resistencia externa permite realizar ajustes de ganancia de 1 a 10.000. Cuenta con protección interna que le permite soportar hasta valores de 40V sin dañarse. *Tiene un voltaje de offset muy bajo (25µV), una deriva por temperatura de 0.25µV/ºC y una RRMC de 115dB cuando G=1000. *Puede operar con fuentes de 2,25V por lo que posible usarlo en sistemas con baterías de 5V.
![Page 40: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/40.jpg)
INTEGRADORES Y DERIVADORES
![Page 41: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/41.jpg)
INTEGRADOR
€
VoutVin
= −1/ sCR
= −1sRC
RC: Constante de tiempo de integración
Muy sensible a todas las imperfecciones del operacional. Inclusive se puede saturar simplemente por el voltaje de "offset"
![Page 42: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/42.jpg)
RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL INTEGRADOR
Para estabilizar el integrador se coloca una RF de valor elevado
![Page 43: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/43.jpg)
DERIVADOR
€
VoutVin
= −R
1/ sC= −sRC
RC: Constante de tiempo de derivación Este circuito se considera un "amplificador de ruido" debido al pico de voltaje que se produce en la salida cada vez que hay un voltaje de entrada tipo escalón. Debido a esto, se usa muy poco.
![Page 44: CARACTERÍSTICAS DEL AMPLIFICADOR …€¦ · · 2015-01-07ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES REALES (UA741) ... Los!amplificadores!conestas!características!sedenominanmodelos!de](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022050801/5ae1ec3d7f8b9a7b218b5b3c/html5/thumbnails/44.jpg)
RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL DERIVADOR