05 Amplificadores Operacionales I

Amplificadores Operacionales I

Autor: Mauricio Galvez

Amplificadores Operacionales

Amplificadores Operacionales

InserciónSurface Mount Technology

SMD

OPAMS: Encapsulados

OPAMS: Introducción

• Circuito integrado de bajo coste

• Multitud de aplicaciones

• Mínimo número de componentes discretos necesarios:• Resistencias.• condensadores.

• Aplicaciones:• Cálculo analógico• Convertidores V-I e I-V• Amplificadores Instrumentación• Filtros Activos

-

+

+Vcc

-Vcc

Vcc

Vcc

-Vcc ≤ Vo ≤ +Vcc

OPAMS: Polarización

• Tensión de salida acotada:

-

++

+

+

-- -

ee oe

- Entrada inversora

Entrada no inversora+

Tensiones en el amp op, e+ y e- son tensiones de entrada, y eo es la tensión de salida

e

OPAMPS: Entradas y Salidas

OPAMPS: Importancia

• El AMP OP ofrece una forma conveniente de construir, implantar o realizar funciones de transferencia en el dominio de s o en el dominio del tiempo.

• En sistemas de control se emplean a menudo para implantar controladores obtenidos del proceso de diseño del sistema de control.

• Con el OPAMS es posible obtener funciones de transferencia de primer orden o de orden superior.

-

++

+

+

-- -

e oee

K

OPAMPS: Comparador

• Es una aplicación sin realimentación.

• Compara entre dos entradas y produce una salida en función a que entrada sea mayor.

• Se puede usar para adaptar niveles lógicos.• Vout = + Vcc (si V1 > V2)

• Vout = - Vcc (si V1 < V2)

0inV refVinV

VoutV entonces , inV Si 100

VoutV entonces , inV Si 100

VVVSi refin 10V entonces , out

V outV entonces ,refV inV Si 0

OPAMPS: Comparador

OPAMPS: Seguidor

• Se emplea como buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias

OPAMPS: Configuración Inversor

OPAMPS: Configuración No Inversor

• Demostrar la fórmula:

OPAMPS

• El OPAMP realiza operaciones matemáticas, de ahí su nombre (Amplificador Operacional)

-

+

Vo

V1

R´R1

Rn

R2

Vn

V2

i

Vd

i

n

n

2

2

1

1

R

V

R

V

R

Vi

n

n

2

2

1

1

o VR

´RV

R

´RV

R

´RV

n21

1

o VVVR

´RV

OPAMPS: Sumador Inversor

• Al ser Vd=0

• Como Vo=-R´·i

• Vo es la combinación lineal de las tensiones de entrada.

• Si R1=R2=…=Rn

V

R

´R1Vo

-

+

VoV´1

R´

R´1

R´n

R´2

V´n

V´2

Vd

R

V+

´

n

´

2

´

1

´

n

´

n

´

2

´

2

´

1

´

1

R

1

R

1

R

1

R

V

R

V

R

V

V

´

n

´

2

´

1 VVVn

1V

OPAMPS: Sumador No Inversor

• La tensión de salida Vo es:

• Aplicando Millman, V+ será:

• Si R´1=R´2=…=R´n

1

21

1

2

43

42o

R

RV

R

R1

RR

RVV

Aplicando superposición:

12

1

2o VV

R

RV

La tensión de salida es proporcional a la diferencia de las tensiones de entrada

-

+

Vo

V1

R3V2

R4

R1 R2

V+

Si hacemos R1=R3 y R2=R4

OPAMPS: Restador