Amplificadores Operacionales

Objetivo:

El objetivo de la siguiente actividad es introducirnos en el uso de amplificadores operacionales .Como tambien el uso de estos dentro de microcontroladores .

Introduccion :

Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O. u op-amp), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):Vout = G·(V₊ − V₋)
Originalmente los A.O. se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre.
El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero. 

Aplicaciones:

• 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)

Fuente: Wikipedia

Amplificador Inversor


Se denomina inversor ya que la señal de salida es igual a la señal de entrada (en forma) pero con la fase invertida 180 grados.

• El análisis de este circuito es el siguiente:
  • V₊ = V_- = 0
  • Definiendo corrientes: y de aquí se despeja
  • 
• Para el resto de circuitos el análisis es similar.
• Z_in = R_in

Por lo cual podemos controlar la impedancia de entrada mediante la elección de R_in.
Esta configuración es una de las más importantes, porque gracias a esta configuración, se puede elaborar otras configuraciones, como la configuración del derivador, integrador, sumador. En sistemas microelectrónicos se puede utilizar como buffer, poniendo 2 en cascada.

Para a siguiente actividad se utilizará un LM741 cuya hoja de datos se puede ver haciendo click aquí: hoja de datos LM741
Armamos el circuito de la siguiente imagen en el protoboard y en PROTEL, que corresponde a un amplificador inversor:



A continuación desconectamos el jumper y medimos en el punto Va variando el preset:

Luego volvemos a conectar el jumper y volvemos a medir en el punto Va:

Podemos notar que la variación de las mediciones en Va con repecto al cuadro anterior es relativamente baja.

Volvemos a desconectar el jumper y conectamos Vs a tierra(GND) y medimos la tensión residual de salida u offset (Vo) que nos da 27,375mV.

Luego de tener las mediciones, con el Excel hacemos un gráfico en el que se puede observar la función transferencia (Vo en función de Vs).

Luego de observar el gráfico y ver la tabla de valores anterior, podemos verificar que el circuito se comporta linealmente entre -0,807 V y 0,806 V de Vs.

Al circuito se lo denomina inversor porque la señal de entrada está defasada 180° respecto de la señal de salida.