Amplificadores Operacionales

Resumen: Se identificaron las características, el funcionamiento y las aplicaciones de un Amplificador Operacional.

Palabras Claves:​ Amplificador operacional,

Funcionamiento, Aplicaciones

​            Abstract: The characteristics, operation and applications of an Operational Amplifier are identified.

Key Words: Operational   Amplifier,        Operation,

Applications.

I.                    INTRODUCCION

El funcionamiento de un amplificador operacional es sencillo de entender. Su funcionamiento parte de una operación matemática .

II.                  PARA QUE SE USA

El amplificador Operacional se usa para elevar una señal muy pequeña y que esta no sufra daños por ruido. El amplificador operacional tiene unos límites por ancho de banda y este está especificado en la hoja de datos del integrado que se use. Generalmente en los equipo de sonido un amplificador operacional pequeño que no requiera de muchos componentes como resistencias y condensadores se usa como pre-amplificadores, la señal que sale del preamplificador es un poco más grande que la señal original y esta es enviada al Amplificador el cual es un circuito un poco más grande para dar mayor potencia, sino se hiciera la etapa del pre-amplificador, el amplificador se vería forzado a elevar una señal muy pequeña y a su salida no tendría mucha potencia.

I.                    FUNCIONAMIENTO

1. Análisis funcionamiento de un amplificador

Fig. #1 Símbolo circuital

V_ = entrada inversora

V+ = entrada no inversora

VO = salida

+VCC, -VDD = Alimentación necesaria para polarizar los transistores en región activa.

La señal de salida de un amplificador operacional ideal es la diferencia de tensión en las entradas multiplicada por un factor A, A tiene que ser lo posible mayor que 0 y tender a infinito como es lógico nunca va a llegar a infinito, esto quiere decir que la señal debe ser lo más alta posible.

Cuando la señal entra por la parte negativa a su salida la señal será amplificada pero invertida.

Cuando la señal entra en la parte positiva a su salida la señal deberá ser más grande pero no invertida.

Ri tiende a ser infinito, es decir muy grande, por lo que la corriente In sera muy pequeña.

Ro debe ser muy pequeña para que la señal no se vea reducida.

La tensión offset de entrada es cero, offset son voltajes que desequilibran el circuito.

Aplicaciones:

●      Generar señales, actuar como fuente de corriente o de tensión

●      Amplificar

●      Sumar, restar, invertir señales

●      Comparar señales

●      Integrar o derivar señales

●      Eliminar ruido

●      Convertir señal alterna en directa

●      Convertir tensión en corriente

2.       Ganancia de un amplificador

La ganancia de un amplificador operacional se obtiene entre la relación de dos resistencias. En el caso de un amplificador inversor, la ganancia se obtiene a partir de la siguiente fórmula:

V o =− Rf/R1 * V 1

Para polarizar un Amplificador no inversor se hace de la siguiente manera:

Se pone una Resistencia de retroalimentación entre la salida y la entrada se señal, en este caso se aplicó al pin inversor. Del pin inversor se coloca una resistencia para equilibrar el circuito, finalmente en el pin + entra la señal, pero antes se coloca una resistencia dependiendo del valor que va a entrar al amplificador. 

FUNCIONAMIENTO DE UN AMPLIFICADOR INVERSOR SEGÚN EL LIBRO DE BOYLESTAD

En la configuración inversora, los conceptos de corriente de entrada nula, y tensión de entrada diferencial cero, dan origen a los conceptos de nudo suma y tierra virtual, donde la entrada inversora se mantiene por realimentación al mismo potencial que la entrada no inversora a masa. Usando el concepto de la entrada no inversora como terminal de referencia, el amplificador no inversor y el seguidor de emisor ilustran como una tensión de entrada es indirectamente multiplicada a través de una realimentación negativa en la entrada inversora, la cual es forzada a seguir con un potencial idéntico. La configuración diferencial combina estos conceptos, ilustrando el ideal de la simultaneidad de la amplificación diferencial y del rechazo de la señal en modo común. Las variaciones del inversor ponen de nuevo de manifiesto los principios básicos. En todos estos circuitos, hemos visto también cómo el funcionamiento está solamente determinado por los componentes conectados externamente al amplificador.

La función de cada uno en el control es muy amplia, así que aquí conoceremos porque la salida se obtiene de cierta manera dependiendo de la configuración del circuito; conoceremos también porque se obtienen las ganancias a la salida, es decir, la expresión matemática que hace posible que podamos ver desfases, amplificaciones y formas de onda.

IV. AMPLIFICADOR LM741

Para mayor entendimiento de los amplificadores operacionales, se va a tomar como ejemplo el integrado LM741, primero se va a revisar su hoja de datos la cual me indica que:

El integrado LM741 tiene un montaje típico el cual es como amplificador              inversor. 

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