Amplificadores operacionales.

Introducción.

Se abordarán conceptos de lo que es un amplificador

operacional, así como de cuáles son sus características

y funciones.

“El término 'amplificador operacional' se refiere a un

amplificador que lleva a cabo una operación

matemática”. (Malvino, 1993).

Antes se construían como circuitos discretos, y ahora

casi todos son como circuitos integrados.

“El amplificador operacional se fabrica en un pequeño

chip de silicio, luego se encapsula en una caja

destinada”. (Coughlin, 1993).

“Estos amplificadores, se han convertido tan compactos y

fáciles de usar que son bloques de construcción de circuitos

electrónicos básicos usados en un rango extremo de

aplicaciones, incluyendo amplificación, filtraje, generación de

ondas, interruptores, etc”. (Wait, 1992).

Propiedades y características principales.

Tiene tres variables principales que afectan todo de él: la

impedancia de entrada, impedancia de salida y ganancia

en lazo abierto o ganancia diferencial.

La impedancia interna de entrada para un amplificador

debe ser casi infinita, y la impedancia interna de salida

casi cero.

Recordando que el concepto de amplificación se refiere a

engrandecer la magnitud de un fenómeno:

“hay tres configuraciones básicas de los amplificadores

operacionales: invertir, desinvertir y seguir voltaje”. (Floyd,

1994).

Idealización y realidad.

Para todos los casos de la física, se hacen primeramente

idealizaciones de lo que se quiere estudiar para el

momento de hacer los cálculos matemáticos. Al

momento de la simulación en la realidad, los cálculos

obtenidos en la idealización suelen variar y pueden

comprometer, o hasta llevar al fracaso lo que se esté

haciendo.

Es fundamental poner en perspectiva esos dos

conceptos al momento de realizar algún proyecto.

Sistemas reales.

Es cualquier sistema físico que haga una función con

elementos y componentes reales. En la práctica, son

todos los elementos electrónicos con energía, que

pueden hacer una función de cualquier tipo, que puede

cambiar el estado de una de las variables principales.

Se concluye: con un 98% de confianza un sistema real

con un amplificador operacional se comporta como su

modelo ideal.

Retroalimentación negativa.

Es un tipo de realimentación en el cual el sistema

responde en una dirección opuesta a la señal, y tiende a

estabilizar la salida.

Al momento del diseño pueden hacer mucho más

eficiente un circuito electrónico.

Amplificadores Lock-in.

Funcionamiento:

Entra una señal con frecuencia definida. Luego, es

amplificada por un amplificador de instrumentación con

una ganancia definida. Posteriormente, con un circuito se

genera una señal de referencia a la frecuencia definida

de la señal de entrada, que puede tener distintas formas

dependiendo de su aplicación. Después, ambas señales

se multiplican (se puede expresar como una serie de

armónicos). Finalmente, la señal resultante es enviada a

un filtro pasa bajas que elimina las componentes

armónicas y permite extraer una contribución.

OTA.

Amplificador operacional de trasconductancia, es un

dispositivo que proporciona una corriente a su salida que

depende directamente de la tensión que se le aplica a la

entrada. Para que esa relación se cumpla, el OTA

requiere de una impedancia de salida muy elevada, lo

que significa que trabajará con corrientes de salida muy

bajas.

CT.

Convertidor termoiónico, consiste en dos placas

separadas de materiales diferentes y encapsuladas en

un ambiente de vacío, ambas constituyen los electrodos.

Los electrones que son recibidos en el colector, tienen

mayor energía que los que se encuentran en el colector;

este potencial sobrante se usa para alimentar una carga

conectada entre los electrodos. Lo ideal es que el flujo

de electrones no pierda energía durante su trayecto,

pero sí hay pérdidas.

Propiedades.

La operación ideal de un CT se presenta cuando no hay

corriente inversa, fluyendo del colector hacia el emisor.

La curva esperada para la gráfica del CT será como una

recta, que significa que la impedancia interna del

convertidor se mantiene constante, y será una curva con

variaciones en su pendiente, si la impedancia interna

cambia.

Conclusiones.

Analizando los proyectos de aplicación directa de los

amplificadores operacionales, se puede definir su utilidad

e importancia desde el diseño, las pruebas de calidad, la

instrumentación y ejecución del trabajo.

Son componentes sin los que muchos circuitos y

máquinas estarían incompletos, no llegando a ser lo que

son. Igualmente, son herramientas fundamentales que

abren camino a la innovación científica cada vez que se

usan, cada que se experimenta con ellas.

Indudablemente, los amplificadores operacionales son

elementos que impulsan el desarrollo en la sociedad.