Práctica nº 9 (sonido) - Amplificador operacional (I) -

5/13/2018 Pr ctica nº 9 (sonido) - Amplificador operacional (I) - - slidepdf.com

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Equipos Electrónicos de Consumo Daniel Ruiz OcañaI.E.S. Luis Bueno Crespo Avda. de las Palmeras s/n Armilla (Granada) 18100

- Equipos de sonido- Práctica: nº 9

AMPLIFICADOR OPERACIONAL (I)

- Actividad a desarrollar:

Amplificador inversor

1.1.- Escribir, para la configuración de la figura 1, las ecuaciones que definen las característicassiguientes: Avf: ganancia de tensión de lazo cerrado, Zif: impedancia de entrada, Zof: impedanciade salida.

1.2.- Con los datos proporcionados, calcular los valores de cada una de las características citadas.

1.3.- Montar el circuito de la figura y conectarlo a la fuente de alimentación (±12V).



1.4.- Ajustar el generador de funciones para que proporcione una onda senoidal de 100 mV (depico) y frecuencia de 1 Khz, y aplicar esta señal a la entrada vi.

1.5.6.- Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito (vi), y el canal 2 a la salida (vo).



1.7.- Medir la tensión en el punto a con el osciloscopio. Anotar el resultado obtenido y compararlocon el valor teórico (o ideal) esperado.

- Punto a medido con el osciloscopio: 5 mV- Punto a ideal:

1.8.- Comparar el valor de la ganancia de tensión medido con el valor teórico.

- Ganancia de tensión medida: 10- Ganancia de tensión teórica: -10

1.9.- Retirar le resistencia de alimentación (Rf). Comprobar y explicar lo que sucede con la salidadel circuito. ¿Está en fase? ¿Por qué?



La salida sigue desfasada 180º:

Amplificador no inversor

2.1.- Escribir, para la configuración de la figura 1, las ecuaciones que definen las característicassiguientes: Avf: ganancia de tensión de lazo cerrado, Zif: impedancia de entrada, Zof: impedanciade salida.

2.2.- Con los datos proporcionados, calcular los valores de cada una de las características citadas.

2.3.- Montar el circuito de la figura y conectarlo a la fuente de alimentación (±12V).



2.4.- Ajustar el generador de funciones para que proporcione una onda senoidal de 100 mV (depico) y frecuencia de 1 Khz, y aplicar esta señal a la entrada vi.

2.5.6.- Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito (vi), y el canal 2 a la salida (vo).

2.7.- Medir la tensión en el punto a y en el punto b con el osciloscopio. Anotar el resultado obtenidoy compararlo con el valor teórico (o ideal) esperado.

Punto a medido = 100 mV Punto a esperado: 100 mVPunto b medido= 1 V Punto b esperado: 1 V



2.8.- Comparar el valor de la ganancia de tensión medido con el valor teórico.

Valor teórico: 11Valor práctico: 10

2.9.- Retirar le resistencia de alimentación (Rf). Comprobar y explicar lo que sucede con la salidadel circuito. ¿Está en fase? ¿Por qué?

- No, porque la señal es tan baja que es prácticamente nula.

Seguidor de tensión

3.1.- Montar el circuito de la figura.



3.2.- Ajustar el generador de señales para que proporcionr una señal senoidal de 200 mV (de pico) yfrecuencia 1 Khz, y aplicar la señal a la entrada vi del circuito.

3.3.- Conectar el osciloscopio, canal 1 a la entrada vi del circuito y el canal 2 a la salida vo.

- La tensión en la entrada y en la salida es completamente la misma, 200 mV.

3.4.- la señal de salida con la de entrada y determinar la ganancia, comparándola con la gananciateórica.



- Diferentes tipos de configuraciones de amplificadores operacionales:

AMPLIFICADOR INVERSOR

Es la configuración más sencilla. Dada una señal analógica (por ejemplo de audio) el amplificador inversor constituyeel modo más simple de amplificar o atenuar la señal, por ejemplo, modificar el volumen de una señal.

AMPLIFICADOR NO INVERSOR

Este circuito presenta como característica más destacable su capacidad para mantener la fase de la señal. El análisisse realiza de forma análoga al anterior.

AMPLIFICADOR MEZCLADOR O SUMADOR

Esencialmente no es más que un amplificador en configuración inversora. Difiere de este último en la red resistivaempleada en sustitución de la resistencia R1 utilizada en el ejemplo de configuración inversora.

CIRCUITO SEGUIDOR

Esta sencilla configuración ofrece una tensión de salida igual a la tensión de entrada, no produciéndose gananciaalguna.



AMPLIFICADOR CON ALIMENTACIÓN ASIMÉTRICA

Hasta ahora las configuraciones operaban con tensión simétrica ±Vcc. La configuración que a continuación pasamosa describir presenta la ventaja de operar con una tensión única. Para que este montaje funcione es necesario aplicar la mitad de la tensión de alimentación a la entrada no inversora del amplificador (creando una tierra virtual para laetapa equivalente a la mitad de la tensión de alimentación). Esto se consigue mediante las resistencias R1.

Puesto que la entrada del amplificador presenta una impedancia infinita, las dos resistencias R1 y R2 se hayan

dispuestas en serie y por ellas circulará la misma intensidad.

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

Este circuito presenta como característica notable la amplificación de la diferencia entre las dos tensiones de entrada.

Presenta el inconveniente de que la impedancia de entrada del amplificador disminuye sensiblemente y además lasdos resistencias R1 y las dos R2 deben ser exactamente iguales.

Puesto que sabemos que las tensiones de las pati llas inversora y no inversora deben ser iguales, podemos afirmar que tanto las resistencias R1 y R2 superiores como las R1 y R2 inferiores se encuentran en serie.

- Cuestionario:

1.- Indica las características ideales de un amplificador operacional AOP.

- Ganancia infinita.- Impedancia de entrada infinita.- Impedancia de salida cero.- Ancho de banda de trabajo infinita.- Alimentación típicamente simétrica: +Vcc ±Vcc.

2.- ¿Qué misión tiene la RF en los circuitos 1 y 2?

La misión de la RF es la de realimentación del circuito (red de alimentación).



3.- Proyecta un circuito no inversor de ganancia 30,63 dB para trabajar con una señal senoidal de 6KHz de frecuencia. Utiliza el AOP 741 con RF = 33 K. ¿Cuál será la amplitud máxima de la señal deentrada sin que la salida presente distorsión? La alimentación del AOP es de ±15 V DC.

4.- Explica como obtener una fuente simétrica utilizando fuentes asimétricas.

Para obtener una fuente simétrica con fuentes asimétricas hay que colocar dos resistencias, en este caso de 1 K,en serie. En el extremo de una de ellas se conectará la alimentación + y en el extremo de la otra, la alimentación -.Después, desde donde se unen las dos resistencias se saca una conexión que se conectará a masa. Por último,donde está la alimentación + se saca un hilo que se conectará a la alimentación - del AOP, y de donde está laalimentación se saca otro hilo para conectarlo a la alimentación + del AOP.

5.- ¿Cómo aumentaríamos la corriente máxima del AOP?

Poniendo un drive aparte. Un drive es un adaptador amplificador.



Buffer de corriente para amplificador de tensión:

1ª parte:

Circuito

Entrada 50 mV Salida 500 mV Entrada y salida



2ª parte:

Circuito

Entrada 50 mV Salida 500 mV Entrada y salida

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