práctica 4 (reporte) ea3 amplificadores, inversor, no inversor, sumador y restador
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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE ELECTRÓNICAMATERIA: Electrónica Analógica III CLAVE: ECC-0414 Horas Teóricas: 4 Horas Prácticas: 2PRÁCTICA No. 4“Configuraciones Básicas con Amplificadores Operacionales”PROFESOR: Ing. Jorge Horacio Mejía García ALUMNOS: Jorge Armando Ortiz Ramírez Eliseo Inés GTRANSCRIPT
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA
MATERIA: Electrónica Analógica III
CLAVE: ECC-0414 Horas Teóricas: 4 Horas Prácticas: 2
PRÁCTICA No. 4
“Configuraciones Básicas con Amplificadores Operacionales”
PROFESOR: Ing. Jorge Horacio Mejía García
ALUMNOS:
Jorge Armando Ortiz Ramírez No. de Control: 07290051
Eliseo Inés Gómez No. de Control: 07290032
José Paúl Sánchez Arellano No. de Control: 07290059
Av. Instituto Tecnológico No. 100, C.P. 49100, A.P. 150 Cd. Guzmán, Jal.
Tels. (341) 575 20 50, Fax: 575 20 74, www.itcg.edu.mx
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR
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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CD. GUZMÁN
“60 Años de Excelencia en Educación Tecnológica”
“2010, Año de la Patria. Bicentenario del inicio de
La Independencia Y Centenario del Inicio de la
Revolución”.
Introducción En esta práctica vamos a armar las configuraciones básicas con amplificadores
operacionales: inversor, sumador, no inversor y restador, mediremos las ganancias de las
mismas. Veremos también la reacción de algunas de estas configuraciones a frecuencias
elevadas.
Marco teórico Usando retroalimentación negativa, en un amplificador operacional, es posible obtener
distintas configuraciones de amplificadores lineales. En la figura 4.1 se muestra un
amplificador inversor, el cual se obtiene utilizando retroalimentación de voltaje en paralelo
(voltaje-corriente).
1R
2R
ov
iv1i
1i
Figura 4.1: Amplificador inversor.
Puesto que al usar RN, el voltaje diferencial de entrada en el Amp-Op es cero, para el
amplificador inversor tendremos que
1
2
21
1
R
R
v
vA
R
v
R
vi
i
ov
oi
El signo negativo en la expresión de la ganancia de lazo cerrado del amplificador nos indica
que en la salida se tendrá una inversión de fase.
Si a un amplificador inversor le añadimos una o más entradas, obtendremos un amplificador
sumador, tal como se muestra en la figura 4.2.
1RfR
ov
1iv
2R2iv
iNv NR
1i
2i
Ni
Ti
Ti
Figura 4.2: Amplificador sumador.
Para el amplificador sumador tendremos que
N
iNiifo
f
o
N
iNiiT
R
v
R
v
R
vRv
R
v
R
v
R
v
R
vi
...
...
2
2
1
1
21
2
1
1
Para el caso especial en que R1=R2=…=RN, la tensión de salida estará dada por
iNii
f
o vvvR
Rv ...21
1
En la figura 4.3 tenemos un amplificador no inversor. En esta configuración se aplica la
entrada directamente a la terminal no inversora, y se retroalimenta parte de la tensión de
salida.
2R
ov
iv
1R1i
1i
Figura 4.3: Amplificador no inversor.
Para el amplificador no inversor tenemos que
1
2
21
1
1R
R
v
vA
R
vv
R
vi
i
ov
ioi
Para el amplificador restador de la figura 4.4 tenemos que
bao
oba
a
vvR
Rv
R
vv
R
vvi
vRR
Rvv
1
2
2
1
1
1
21
221
Como podemos apreciar en la última ecuación, el amplificador restador amplifica la diferencia
de los dos voltajes de entrada.
1R
2R
ov2v
1v
ai
ai
av
bv
1R2R
Figura 4.4: Amplificador restador.
Desarrollo de la práctica
Amplificador inversor Usando un amplificador operacional LM741 armamos el amplificador inversor con ganancia unitario que mostramos a continuación
Al aplicar una señal senoidal de 1Vp-p a una frecuencia de 1 kHz obtuvimos lo siguiente:
Ganancia de voltaje:
Medimos el Ancho de banda: 58 kHz
Ya que a esta frecuencia la ganancia se reduce al 70%. Armamos el siguiente circuito:
Resultados
LM741 TL081
Av(1kHz) onda senoidal 1 1
BW 224kHz 2.879MHz
Av(1kHz) onda cuadrada 1 1
SR 0.75 V/µs 7.5 V/µs
Voffset 7mV 0.3mV
Conclusiones
Con estos amplificadores como muchos otros cuenta con una gran variedad de aplicaciones ya que podemos nosotros manipular las ganancias y las frecuencias que realmente queremos obtener. Cuando estábamos trabajando con el amplificador operacional LM741 en este observamos que su ganancia fue de 1, además estaban en fase. Con una frecuencia de corte de 224kHz que es la frecuencia alta de corte o el limite del ancho de banda. También se le aplico una señal cuadrada y se obtuvo la misma ganancia de 1. En lo que respecta al amplificador TL081 obtuvo la misma ganancia de 1, pero con una frecuencia de 2.879MHz que es mucho mayor a la frecuencia de corte del amplificador LM741 también estaba en fase con la señal de entrada.
Bibliografía Datasheet del LM741 Datasheet del TL081 Proteus Amplificadores Operacionales y circuitos integrados lineales Quinta edición Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll