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Informe amplificador operacional
- 1. AMPLIFICADORES OPERACIONALES FUNCIONAMIENTO YPROPIEDADES PROFESOR: AUTORES: Prof. José Teresen Cesar Salazar 26127573 Maturín, Marzo 2017 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” ESCUELADE INGENIERÍAELÉCTRONICA EXTENSIÓN MATURÍN
- 2. 2 INDICE INTRODUCCION..........................................................................................................................3 OBJETIVO GENERAL.................................................................................................................4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS......................................................................................................4 MARCO TEORICO ......................................................................................................................5 ORÍGENES AMPLIFICADOR OPERACIONAL...................................................................5 AMPLIFICADOR OPERACIONAL.........................................................................................5 CONDICIONES BÁSICAS DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES...............6 MARCO METODOLÓGICO .......................................................................................................7 MATERIALES. ..........................................................................................................................7 HERRAMIENTAS.....................................................................................................................7 MONTAJE..................................................................................................................................7 SIMULACIONES ..........................................................................................................................8 ANEXO.........................................................................................................................................14 DATASHEET DE RC4136 ....................................................................................................14 DATASHEET DE LF411........................................................................................................16
- 3. 3 INTRODUCCION El concepto deamplificador operacional procede del campo de los computadores analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en una época tan temprana como en los años 40. El nombre de amplificador operacional deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos de realimentación utilizados. Realizando leves cambios de los tipos y disposición de los elementos de realimentación, podían implementarse diferentes operaciones analógicas; en la mayoría de los casos, las características generales del circuito estaban determinadas solo por estos elementos de realimentación. De esta forma, el amplificador podía realizar diferentes operaciones, y asi desarrollando una nueva gama de usos que revolucionarían la manipulación de los amplificadores de este tipo. Con la posibilidad de producción en masa que las técnicas de fabricación de circuitos integrados proporcionan, los amplificadores operacionales se encuentran hoy en día al alcance de muchos debido a su muy bajo costo y a la enorme oferta que existen de toda clase de modelos, escalas y características. El amplificador, que era un sistema formado antiguamente por muchos componentes discretos, ha evolucionado a lo largo del tiempo para convertirse en un componente discreto como tal, una visión que sigue cambiando los métodos aplicados en la electrónica cada día. El proceso, la técnica, y el método con que se incluya un amplificador operacional en un circuito, es siempre crucial para determinar la forma en que funcionara, brindándonos asi un listado amplio de funciones, sub-funciones y esquemas que se pueden aprovechar ampliamente, y se hará demostración de algunas de estos matices en secciones posteriores, aportando una demostración grafica, haciendo uso de métodos para corroborar su correcto funcionamiento.
- 4. 4 OBJETIVO GENERAL Estudiarel comportamiento de los amplificadores operacionales, y observar el resultado en dos configuraciones de entrada y salidas diferente. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Explicar el funcionamiento teórico de un amplificador 2. Detallar las formulas de ganancia de señal de un amplificador alimentado. 3. Enumerar los usos más frecuentes de los amplificadores operacionales. 4. Construir dos circuitos utilizando amplificadores operacionales, y demostrando su funcionamiento mediante el osciloscopio.
- 5. 5 MARCO TEORICO Orígenes AmplificadorOperacional Los orígenes del amplificador operacional se remontan a la cuarta década del siglo XX, cuando los circuitos básico se construían utilizando bulbos de vacío para efectuar operaciones matemáticas tales como la suma, la resta, la multiplicación, la división, la derivación y la integración. Este avance permitió la construcción de computadoras analógicas (en contraste con las digitales) para resolver ecuaciones diferenciales complejas. Se considera que el primer dispositivo amplificador operacional comercialmente disponible fue el K2-W, fabricado por la compañía Philbrick Researches, Inc., de Boston desde 1952 hasta principios de los años 1970. Estos dispositivos de bulbo vacío pesaban 85grs y median 3.8cm X 5.4cm X 10.4cm y costaban aproximadamente unos 22 dólares. Comparados como los amplificadores operacionales basados en bulbos de vacío, los circuitos integrados modernos de OPAMS (amplificadores operacionales) están fabricados con alrededor de 25 transistores o más en la misma pastilla de silicio, junto con resistores y capacitores necesarios para obtener las características deseadas de desempeño. Amplificador Operacional Los amplificadores operaciones, son dispositivos electrónicos capaces de realizar gran cantidad de funciones dentro de un circuito electrónico, dependiendo de cómo se coloque dentro del mismo. El símbolo del amplificador operacional es el de un triangulo en cuya base se colocan las patas inversoras y no inversora. En el vértice o punta contraria del triangulo se coloca la salida. En los lados del triangulo se colocan las entradas del voltaje que se necesita para hacer efectiva la amplificación
- 6. 6 Diagrama de AmplificadorOperacional. V1: Entrada No-Inversora. V2: Entrada Inversora. Vs+: Alimentación Positiva. Vs-: Alimentación Negativa. V0: Salida. Condiciones Básicas de los Amplificadores Operacionales En los amplificadores operacionales se cumplen algunas condiciones: La impedancia entre las entradas (Inversora y no inversora) es infinita, por lo que no hay corriente de entrada. La diferencia de potencia; entre las terminales inversora y no inversora es, o debería ser nula. No hay corriente entrando o saliendo de la patas inversora y no inversora.
- 7. 7 MARCO METODOLÓGICO Materiales. Montaje 1:Amplificador Sumador No-Inversor 1. 1 LF411 2. 1 Resistencia 10K ohms 3. 1 Resistencia 20K ohms 4. 1 Resistencia 30K ohms 5. 1 Resistencia 40K ohms 6. 2 Fuentes DC 7. 3 Fuentes AC Senoidal. 8. Osciloscopio. Montaje 2: Amplificador de Onda No-Inversora 1. 1 Fuente AC Senoidal. 2. 4 Resistencias 10k ohms. 3. 2 Fuentes DC. 4. Osciloscopio. *Todo simulado en Proteus 8 Professional. Herramientas. Proteus 8 Professional. Montaje Se armo un total de 2 montajes, los cuales se detallan en la sección anterior. Todos listados y mostrados en el siguiente apartado “Simulaciones”. La explicación de su construcción, será obviada debido a que solo se utilizo proteus 8 para realizar las pruebas completas, por lo que se resume en: buscar en la biblioteca del programa los componentes necesitados, y luego llevarlos a la mesa de trabajo o workbench.
- 8. 8 SIMULACIONES Amplificador no inversor EntradaSenoidal y Salida Amplificada
- 9. 9 Amplificador no inversor(Representación de placa impresa) Circuito Amplificador Sumador
- 10. 10 Comparación Nodo deEntrada y Salida Amplificada Las tres señales de entrada, y la señal resultante (verde)
- 11. 11 Amplificador sumador (Representaciónde placa impresa)
- 12. 12 RESULTADOS PRACTICOS. 1. Unamplificador operacional, posee diversas funciones según el circuito en donde este implementado. 2. Puede ser utilizado como diferenciador de onda, permitiendo una salida, solo si ambas (o todas las entradas) son iguales o muy similares. 3. Puede ser utilizado como componente de operación algebraica, ya que puede tomar dos frecuencias según se dispongan y sumar o restar sus características en una sola resultante. 4. Según la disposición del amplificador, este puede poseer un rango amplificante u otro. 5. En un circuito sumador, 2 o mas señales de entradas son sumadas obteniendo como resultado, una señal resultante del total de las anteriores. 6. En un circuito amplificador no inversor, la señal de entrada se verá amplificada permitiendo su mejor aprovechamiento posteriormente. Al estarse utilizando la entrada no inversora, la senial no vera el desfase de que se suele apreciar en circuitos inversores. 7. En un circuito amplificador inversor, el desfase que se puede observar es de aproximadamente 180 grados. 8. El límite de un circuito sumador, es la cantidad máxima de tensión que pueda soportar el circuito en su entrada. 9. El límite inferior de un circuito sustractor, es la cantidad mínima de corriente que él pueda entrar sin disiparse en el proceso al amplificador. 10.A nivel de diseño, un amplificador operacional puede tener infinitas patas, pero todas deberán mantener características mínimas de entrada para que pueden ser funcionales con el resto.
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