Trabajo Pràctico nº6:Amplificadores Operacionales

Introducciòn Teorica:

Un amplificador operacional es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida.

Paràmetros de un A.O.

Comportamiento en corriente continua CC

Lazo abierto

Si no existe realimentación la salida del A. O. será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en càlculos con el componente ideal). Por lo tanto si la diferencia entre las dos tensiones es de 1V la salida debería ser 100.000V. Debido a la limitación que supone no poder entregar más tensión de la que hay en la alimentación, el A. O. estará saturado si se da este caso. Si la tensión más alta es la aplicada a la patilla + la salida será la que corresponde a la alimentación V_S+, mientras que si la tensión más alta es la del pin - la salida será la alimentación V_S-.

Lazo cerrado o realimentado

Siempre que hay realimentación negativa se aplican estas dos aproximaciones para analizar el circuito:

• V₊ = V_-
• I₊ = I_- = 0

Se conoce como lazo cerrado a la realimentación en un circuito. Aquí se supondrá realimentación negativa. Para conocer el funcionamiento de esta configuración se parte de las tensiones en las dos entradas exactamente iguales, se supone que la tensión en la pata + sube y, por tanto, la tensión en la salida también se eleva. Como existe la realimentación entre la salida y la pata -, la tensión en esta pata también se eleva, por tanto la diferencia entre las dos entradas se reduce, disminuyéndose también la salida. Este proceso pronto se estabiliza, y se tiene que la salida es la necesaria para mantener las dos entradas, idealmente, con el mismo valor.

Cuando se realimenta negativamente un amplificador operacional, al igual que con cualquier circuito amplificador, se mejoran algunas características del mismo como una mayor impedancia en la entrada y una menor impedancia en la salida. La mayor impedancia de entrada da lugar a que la corriente de entrada sea muy pequeña y se reducen así los efectos de las perturbaciones en la señal de entrada. La menor impedancia de salida permite que el amplificador se comporte como una fuente eléctrica de mejores características. Además, la señal de salida no depende de las variaciones en la ganancia del amplificador, que suele ser muy variable, sino que depende de la ganancia de la red de realimentación, que puede ser mucho más estable con un menor coste. Asimismo, la frecuencia de corte superior es mayor al realimentar, aumentando el ancho de banda.

Asimismo, cuando se realiza realimentación positiva (conectando la salida a la entrada no inversora a través de un cuadripolo determinado) se buscan efectos muy distintos. El más aplicado es obtener un oscilador para el generar señales oscilantes.

Aplicaciones de estos circuitos:

• Calculadoras analógicas
• Filtros
• Preamplificadores y buffers de audio y video
• Reguladores
• Conversores
• Evitar el efecto de carga
• Adaptadores de niveles (por ejemplo CMOS y TTL)

Desarrollo de la pràctica:

1) Armar el circuito del amplificador inversor.

2) Ajustar el generador de señales de tal forma que entregue una tensión continua. Usar el control de Offset para variar la tensión proporcionada. Usar el multimetro para medir las tensiones Vs y Vo del circuito. Resumir las mediciones realizadas completando la siguiente tabla.

Vs (volt)	Vo(volt)
-1	-11.5
-0.8	-10.16
-0.6	-10.16
-0.4	-10.16
-0.2	-10.16
0*	0
0.2	10.18
0.4	10.18
0.6	10.18
0.8	10.18
1	11.5

3) Graficar la tension de salida Vo en funcion de la entrada Vs. Marcar en ese grafico las zonas de amplificación linel, saturacion, y la tension de Offset.

4) Reformar el circuito anterior con el objeto de anular la tension residual de Offset a la salida del amplificador. Armar el circuito y verificar que la tension de salida puede ser anulada.

RTA:Conectando una R de 100 Ohms se obtiene una Vo minima.


5) Dibujar el circuito y colocar sobre el mismo grafico el valor medido. Explicar porque un resistor en el terminal no inversor ayuda a disminuir esa tension y no influye en el calculo de la ganancia de tension del amplificador

RTA:Si en la pata no inversora del operacional aumentamos la R entonces logramos disminuir el Offset y que no influya en el càlculo de la ganancia.

6) Ajustar el generador para que entregue una señal senoidal Vs=50mVpp con una frecuencia de 1 KHz. Verificar que la fase de la señal de entrada es opuesta a la de salida y que la ganancia de tension se mantiene constante a pesar de imponerle una señal senoidal de 1 KHz.

RTA:Fuè verificado.

7) Remplazar el LM741 por el TL081. Comentar si existe alguna variación en el funcionamiento del circuito.

RTA:No presenta ninguna diferencia en el funcionamiento del circuito,solo que el TL081 tiene mayor ancho de banda.

8) Usando el LM741 ensayar ahora el amplificador, aumentandole la frecuencia del generador hasta 1KHz. Verificar que la ganancia de tension deja de responder al cociente entre R2 y R1.

9) Volver a ajustar el generador de señales a 1KHz y medir la impedancia de entrada del amplificador inversor visto desde los terminales de entrada de Vs, utilizando el metodo de la maxima transferencia de energia.

CONCLUSIONES:En este trabajo pràctico hemos aprendido que estos amplificadores pueden aumentar la tensiòn obteniendo en la salida menor ruido que con otros amplificadores.Ademàs trabajamos con dos CI,que la ventaja que tiene esto es que depende de para que lo necesitemos en si se puede utilizar cualquiera de ellos dos,ya que no presentan mucha variacion en el comportamiento del circuito.