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CAP IX ELECTRONICA IIITEMA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES DIFERENCIALES DE CORRIENTE LM 3900

1Electronica III-FNI-UTO

OBJETIVOS

Indicar el nombre y la finalidad de los terminales del A.O. diferenciador de corriente

Indicar las ventajas del C.I. LM 3900 Indicar las partes principales de un A.O. Y describir

su funcionamiento Calcular los componentes de un amplificador

inversor , no inversor , generador de onda cuadrada VCO, etc.

2Electronic a III-FNI-UTO

INTRODUCCION Este tipo de amplificadores son llamados

también amplificadores tipo Norton, amplifican diferencias de corriente de entrada proporcionándonos una tensión de salida

Se encuentran en el mercado en una versión cuádruple, Sobre un encapsulado de 14 terminales, alimentación simple, entre un rango bastante amplio entre 4 y 36 Voltios.

Trabaja como amplificador clase A


CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES

Rango de tensión de alimentación 4 a 36V Ganancia de lazo abierto 70db Impedancia de salida, Zo=8K Rango de tensión salida (Vcc-1V) Corriente típica de salida, Io = 10mA Corriente de entrada máxima 10 mA


SIMBOLO Y DIAGRAMA INTERNO

NORTONLM3900


DISPOSICION DE TERMINALES LM3900


GANANCIA EN FUNCION DE LA FRECUENCIA


MONTAJES BASICOS CON EL LM3900


Para el análisis de circuitos con el LM3900, se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones:

1.- Las corrientes de entrada I(+) e I(-), se reflejan mutuamente, por lo tanto:

I(+) = I(-)

2.- Entre los terminales de entrada y tierra, existe una caída de 0.5V


AMPLIFICADOR INVERSOR

Analisis en reposo I+=I-

3 2

22

3 3

3 2

0,5 0,5

0,50,5

22 condicion para trabajar en clase A

CC ODC

CCODC ODC CC

CCODC

U U

R R

U RU R U U

R R

UU

R R

Este circuito trabaja en clase Ai1

i2

1 2Para la ganancia de tension 0i i

21

1

y la impedancia de entrada Zv i

RA R

R 10

Electronica III-FNI-UTO

AMPLIFICADOR INVERSOR


CURVAS DE ENTRADA Y SALIDA

0.000ms 10.00ms 20.00ms 30.00ms

9.000 V

8.000 V

7.000 V

6.000 V

5.000 V

4.000 V

3.000 V

2.000 V

1.000 V

0.000 V

-1.000 V

A: v1_1

B: c2_1


AMPLIFICADOR NO INVERSORIf

Ii


1

2

RR

Av

1iZ R

f iI I I I 2 1

y if i

VVoI I

R R

3 22R R

Ganancia de tensión:

Condición Clase A

Impedancia de entrada


CURVAS ENTRADA Y SALIDA

0.000ms 2.000ms 4.000ms 6.000ms 8.000ms 10.00ms

9.000 V

8.000 V

7.000 V

6.000 V

5.000 V

4.000 V

3.000 V

2.000 V

1.000 V

0.000 V

-1.000 V

A: c2_1

B: v1_1


Comparador de tensión

(2) Si i REF oV V V Vcc

(1) Si 0i REF oV V V


2

1

El circuito nos muestra un comparador de tensión de potencia, alimentando una lámpara


Comparador inversor con histéresis con el

baricentro no en el origen

I(+)

Si, Vo=V+ →I(+)=I1+I2

Si VIN<Vp→ RIN

VpI

5.0)(

1

5.05.0)(

R

V

R

VI

B

( ) ( )I I

I(-)


5.0R

5.0V

R

5.0VRV

1BINP

1BINP R

1

R

1VRV

5.0R

5.0VRV

BINV

B

INV R

VRV

Con I(+)=I(-), tenemos:

Aproximando:

Aproximando:

Para la tension de pico:

Para la tension valle:


Comparador de Tensión No Inversor

Si Vo=0 y VIN<Vp→ BR

VI

5.0)(

Si VIN≈Vp, con Vo=0→ RIN

VpI

5.0)(

( ) ( )I I


5.0R

5.0VRV

BINP

P INB

VV R

R

5.0R

5.0V

R

5.0VRV

1BINV

1

1 1V IN

B

V R VR R

Para el voltaje pico:

Para el voltaje valle:


GENERADOR DE ONDA CUADRADA

Comparador inversor


Análisis de ecuaciones

1

1

Si , se carga a traves

de R hasta el voltaje VP

Vo Vcc C

1

1

Si 0, se descarga

a traves de R hasta Vv

Vc Vp Vo C

1 1Para el periodo: 2 ln p

v

VT RC

V

2

3

RVv Vcc

R 2

3 4

1 1Vp R Vcc

R R

23

Electronica III-FNI-UTO

Curvas voltaje de salida y del capacitor

50.00ms 100.0ms 150.0ms 200.0ms

12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: r1_1

B: r1_2

+Vcc

Vp

Vv

T1 T2

Vc


GENERADOR DE IMPULSOS


CURVAS DEL CAPACITOR Y SALIDA


Electronica III-FNI-UTO 27

1 1Para : 1 lnUcc Vp

T R CUcc Vv

2 1Para: 2 ln p

v

VT R C

V

Oscilador controlado por tensión

A2, Comparador no inversor

A1, Integrador diferencial


Si la salida Uo, se encuentra a 0V , el transistor Q1 bloqueado, en el A1 se tiene un integrador diferencial (t=T1)

En forma general:

2 1

2 1 1 1

1 11 x xU U dt U dtR C RC

12 1 1 1

1 1U Uedt Uedt

R C RC

11

2 12

UeTU

R C Rampa positiva

Como U1x=U2x=Ue, entonces:

Si R1=2R2

1 11

2 1 2 12

UeT UeTU

R C R C

En t=T1 29Electronica III-FNI-UTO

El A2 trabaja como comparador no inversor

Si U1≈Vp, Uo = +Ucc, entonces satura a Q1 la corriente I2 no ingresa al Terminal positivo

Entonces en T2:

2

1 21 1 1 10

1T

UeU Uedt T

RC RC

1 22 12

UeU T

R C

2 14 ( )P vR C U UT

Ue

Con R1=2R2

Para el periodo tenemos:

2 1

( ) ( )4 ( )p v

Uef Hz f f Ue

R C U U

A2


Generador de onda cuadrada y triangular

A2, Comparador inversor

A1, Integrador diferencial

022 1 1 1

1 11 .Uo U dt Ucc dt

R C R C


1

2 1

12

UccTUo

R C

2

2 1

12

UccTUo

R C

2 14 ( )P VR C U UT

Ucc

Para el periodo

Si Uo1=Up, Uo2=0, la rampa crece negativamente en t=T2

Rampa lineal creciente

Si Uo2=+Ucc, en t=T1 y R1=2R2, tenemos


Aplicaciones:Tacómetro con doble frecuencia


Regulador de Voltaje Bajo


Fuente Polarizada Negativa


Generador de Rampa Desplazado


Filtro Activo Bi-Cuadrado.


Fuente de Corriente con Voltaje Controlado


Autoregulador de voltaje


Generador PWM


Bibliografía

CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES M. Torres Portero 1989 INTRODUCCION A LOS A.O. CON

APLICACIONES LINEALES Luces M. Faulkenberry 1990 Manuales del LM3900


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