AMPLIFICADORES OPERACIONALESFUNCIONAMIENTO Y PROPIEDADES

PROFESOR: AUTORES:Prof. José Teresen Cesar Salazar 26127573

Maturín, Marzo 2017

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRONICA

EXTENSIÓN MATURÍN

INDICE

INTRODUCCION.............................................................................................................3

OBJETIVO GENERAL.....................................................................................................4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................................4

MARCO TEORICO..........................................................................................................5

ORÍGENES AMPLIFICADOR OPERACIONAL............................................................5

AMPLIFICADOR OPERACIONAL................................................................................5

CONDICIONES BÁSICAS DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES..............6

MARCO METODOLÓGICO.............................................................................................7

MATERIALES...............................................................................................................7

HERRAMIENTAS.........................................................................................................7

MONTAJE.....................................................................................................................7

SIMULACIONES..............................................................................................................8

ANEXO...........................................................................................................................14

DATASHEET DE RC4136..........................................................................................14

DATASHEET DE LF411.............................................................................................16

2

INTRODUCCION

El concepto de amplificador operacional procede del campo de los

computadores analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en

una época tan temprana como en los años 40. El nombre de amplificador operacional

deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una

entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas características de operación

estaban determinadas por los elementos de realimentación utilizados.

Realizando leves cambios de los tipos y disposición de los elementos de

realimentación, podían implementarse diferentes operaciones analógicas; en la

mayoría de los casos, las características generales del circuito estaban determinadas

solo por estos elementos de realimentación. De esta forma, el amplificador podía

realizar diferentes operaciones, y asi desarrollando una nueva gama de usos que

revolucionarían la manipulación de los amplificadores de este tipo.

Con la posibilidad de producción en masa que las técnicas de fabricación de

circuitos integrados proporcionan, los amplificadores operacionales se encuentran hoy

en día al alcance de muchos debido a su muy bajo costo y a la enorme oferta que

existen de toda clase de modelos, escalas y características. El amplificador, que era un

sistema formado antiguamente por muchos componentes discretos, ha evolucionado a

lo largo del tiempo para convertirse en un componente discreto como tal, una visión

que sigue cambiando los métodos aplicados en la electrónica cada día.

El proceso, la técnica, y el método con que se incluya un amplificador

operacional en un circuito, es siempre crucial para determinar la forma en que

funcionara, brindándonos asi un listado amplio de funciones, sub-funciones y

esquemas que se pueden aprovechar ampliamente, y se hará demostración de algunas

de estos matices en secciones posteriores, aportando una demostración grafica,

haciendo uso de métodos para corroborar su correcto funcionamiento.

3

OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento de los amplificadores operacionales, y observar el

resultado en dos configuraciones de entrada y salidas diferente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Explicar el funcionamiento teórico de un amplificador

2. Detallar las formulas de ganancia de señal de un amplificador alimentado.

3. Enumerar los usos más frecuentes de los amplificadores operacionales.

4. Construir dos circuitos utilizando amplificadores operacionales, y demostrando

su funcionamiento mediante el osciloscopio.

4

MARCO TEORICO

Orígenes Amplificador Operacional

Los orígenes del amplificador operacional se remontan a la cuarta década del

siglo XX, cuando los circuitos básico se construían utilizando bulbos de vacío para

efectuar operaciones matemáticas tales como la suma, la resta, la multiplicación, la

división, la derivación y la integración. Este avance permitió la construcción de

computadoras analógicas (en contraste con las digitales) para resolver ecuaciones

diferenciales complejas. Se considera que el primer dispositivo amplificador operacional

comercialmente disponible fue el K2-W, fabricado por la compañía Philbrick

Researches, Inc., de Boston desde 1952 hasta principios de los años 1970. Estos

dispositivos de bulbo vacío pesaban 85grs y median 3.8cm X 5.4cm X 10.4cm y

costaban aproximadamente unos 22 dólares.

Comparados como los amplificadores operacionales basados en bulbos de

vacío, los circuitos integrados modernos de OPAMS (amplificadores operacionales)

están fabricados con alrededor de 25 transistores o más en la misma pastilla de silicio,

junto con resistores y capacitores necesarios para obtener las características deseadas

de desempeño.

Amplificador Operacional

Los amplificadores operaciones, son dispositivos electrónicos capaces de

realizar gran cantidad de funciones dentro de un circuito electrónico, dependiendo de

cómo se coloque dentro del mismo.

El símbolo del amplificador operacional es el de un triangulo en cuya base se

colocan las patas inversoras y no inversora. En el vértice o punta contraria del triangulo

se coloca la salida.

En los lados del triangulo se colocan las entradas del voltaje que se necesita

para hacer efectiva la amplificación

5

Diagrama de Amplificador Operacional.

V1: Entrada No-Inversora.

V2: Entrada Inversora.

Vs+: Alimentación Positiva.

Vs-: Alimentación Negativa.

V0: Salida.

Condiciones Básicas de los Amplificadores Operacionales

En los amplificadores operacionales se cumplen algunas condiciones:

La impedancia entre las entradas (Inversora y no inversora) es infinita, por lo que

no hay corriente de entrada.

La diferencia de potencia; entre las terminales inversora y no inversora es, o

debería ser nula.

No hay corriente entrando o saliendo de la patas inversora y no inversora.

6

MARCO METODOLÓGICO

Materiales.

Montaje 1: Amplificador Sumador No-Inversor

1. 1 LF4112. 1 Resistencia 10K ohms3. 1 Resistencia 20K ohms4. 1 Resistencia 30K ohms5. 1 Resistencia 40K ohms6. 2 Fuentes DC7. 3 Fuentes AC Senoidal.8. Osciloscopio.

Montaje 2: Amplificador de Onda No-Inversora

1. 1 Fuente AC Senoidal.2. 4 Resistencias 10k ohms.3. 2 Fuentes DC.4. Osciloscopio.

*Todo simulado en Proteus 8 Professional.

Herramientas.

Proteus 8 Professional.

MontajeSe armo un total de 2 montajes, los cuales se detallan en la sección anterior.

Todos listados y mostrados en el siguiente apartado “Simulaciones”. La explicación de

su construcción, será obviada debido a que solo se utilizo proteus 8 para realizar las

pruebas completas, por lo que se resume en: buscar en la biblioteca del programa los

componentes necesitados, y luego llevarlos a la mesa de trabajo o workbench.

7

SIMULACIONES

Amplificador no inversor

Entrada Senoidal y Salida Amplificada

8

Amplificador no inversor (Representación de placa impresa)

Circuito Amplificador Sumador

9

Comparación Nodo de Entrada y Salida Amplificada

Las tres señales de entrada, y la señal resultante (verde)

10

Amplificador sumador (Representación de placa impresa)

11

RESULTADOS PRACTICOS.

1. Un amplificador operacional, posee diversas funciones según el circuito en

donde este implementado.

2. Puede ser utilizado como diferenciador de onda, permitiendo una salida, solo si

ambas (o todas las entradas) son iguales o muy similares.

3. Puede ser utilizado como componente de operación algebraica, ya que puede

tomar dos frecuencias según se dispongan y sumar o restar sus características

en una sola resultante.

4. Según la disposición del amplificador, este puede poseer un rango amplificante u

otro.

5. En un circuito sumador, 2 o mas señales de entradas son sumadas obteniendo

como resultado, una señal resultante del total de las anteriores.

6. En un circuito amplificador no inversor, la señal de entrada se verá amplificada

permitiendo su mejor aprovechamiento posteriormente. Al estarse utilizando la

entrada no inversora, la senial no vera el desfase de que se suele apreciar en

circuitos inversores.

7. En un circuito amplificador inversor, el desfase que se puede observar es de

aproximadamente 180 grados.

8. El límite de un circuito sumador, es la cantidad máxima de tensión que pueda

soportar el circuito en su entrada.

9. El límite inferior de un circuito sustractor, es la cantidad mínima de corriente que

él pueda entrar sin disiparse en el proceso al amplificador.

10.A nivel de diseño, un amplificador operacional puede tener infinitas patas, pero

todas deberán mantener características mínimas de entrada para que pueden

ser funcionales con el resto.

12

BIBLIOGRAFIA.

ANONIMO. Disponible en:

https://es.wikipedia.org/wiki/AM%C3%B3n

http://www.ecured.cu/amop

http://www.wikipedia.com/amplificadores

http://www.ecured.cu/highprime/CaracteristicasAO

http://www.cuscom.ecu/sumadordeFreq

http://www.ecured.cu/mod_senial

http://panamahitek.com/rc4136

http://www.hextec.com/lf411A

13

ANEXO

DATASHEET DE RC4136

14

15

DATASHEET DE LF411

16

17