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Curs d’ Amplificadors Operacionals1/42
Curs d’Amplificadors Operacionals
Departament d’Electrònica
Enginyeria La Salle
Curs d’ Amplificadors Operacionals2/42
Índice
1. Conceptos básicos
2. Aplicaciones varias
3. Clasificación actual
4. Bibliografía
Curs d’ Amplificadors Operacionals3/42
1.1 Conceptos básicos
Curs d’ Amplificadors Operacionals4/42
1.2 Esquema interno Amplificador Operacional
Curs d’ Amplificadors Operacionals5/42
1.3 Configuraciones Básicas
Curs d’ Amplificadors Operacionals6/42
1.4 Esquema inversor / no-inversor
- En este circuito tenemos realimentación negativa.
- La ganancia viene dada por la relación R2/R1
Curs d’ Amplificadors Operacionals7/42
1.5 Sumador inversor / no-inversor
Curs d’ Amplificadors Operacionals8/42
1.6 Diferentes tipos de restadores
Curs d’ Amplificadors Operacionals9/42
1.7 Ejemplos
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1.8 Ganancia en función de la frecuencia
Curs d’ Amplificadors Operacionals11/42
1.9 Relación Amplificación - B
Curs d’ Amplificadors Operacionals12/42
2.1 Partidor de fase
Amplitud Salida 1 = Amplitud Salida 2(pero con fases opuestas)
Curs d’ Amplificadors Operacionals13/42
2.2 Amplificador a volumen constante
- Realimentación mediante Q1 y R3.- C2 estabiliza el circuito.- R1 determina el margen de señales admitidas.- C1 determina la constante de tiempo del control automático de ganancia del circuito
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2.3 Amplificador sintonizado (aceptador)
- Configuración inversora.
- Filtro doble T
- Fo -> gran amplificación realimentación despreciable
- Resto de frec. -> ganancia muy pequeña por la realimentación negativa.
R2 = R3 = 2*R4
C2 = C3 = 1/2 * C4
Fo = 1/6.28 * R2 * C2
Curs d’ Amplificadors Operacionals15/42
2.4 Filtro rechazador
- Fo determinada por la red doble T(R2, R3, R4, R5, C1, C2, C3)
- R5 ajusta la banda de rechazo.
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2.5 Filtro P.B variable 2,2 - 24khz
- Ganancia = 1 a frecuencias por debajo de Fc
- Frecuencia de corte = cuando la tensión de salida cae-3 dB
- R2 = R3 = 100K 2.2 Khz R2 = R3 = 0 24 Khz
Curs d’ Amplificadors Operacionals17/42
2.6 Filtro P.B. Variable 235 Hz - 2,8Khz
- Ganancia = 1 a frecuencias por debajo de Fc
- Frecuencia de corte = cuando la tensión de salida cae-3 dB
- R2 = R3 = 100K 235 Hz R2 = R3 = 0 2.8 Khz
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2.7 Fuente de tensión variable (3-15v)
- Cuando el Pote R4 se encuentra en la posición + cercana al emisor, gran realimentación Real. neg. Ganancia = 1
- Cuando a R4 la llevamos a la posición contraria, real. neg. muy baja Ganancia = 5 Vout = 15 V
- Vref = 3 V
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2.8 Generadores de onda (cuadrada)
- Aquí, la frecuencia la seleccionamos mediante el potenciómetro que se encuentra a la salida de la pata no-inversora del amplificador.
- Este circuito incorpora un potenciómetro con el cual controlamos la amplitud de la salida.
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2.9 Óhmetro
- Etapa amplificadora inversora.
- Fondo escala 1Kh ..10Mh
- Amplificación = f(R6..R10)
- Generador de tensión de 1V
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2.10 Generador de onda cuadrada (variable)
- IC1 integrador
- IC2 comparador
- La frec. de trabajo se selecciona mediante R1 y C1
- R6 varia Vout = 11 Vpp max
Curs d’ Amplificadors Operacionals22/42
2.11 Generador acoplable al circuito anterior
- Amplificador no inversor.
- Si tenemos señal cuadrada a la entrada, debido a la matriz de diodos y resistencias, se va reduciendo la pendiente de la rampa.
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2.12 Oscilador
- La salida puede variar entre 0 y 5 V mediante el pote R7
- Dispone de filtro doble T
- Generador de onda sinusoidal de 1Khz
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2.13 Oscilador con selector de frecuencias
- Generador de onda cuadrada.
- S1 = 500 Hz
- S2 = 670 Hz
- S3 = 760 Hz
Curs d’ Amplificadors Operacionals25/42
2.14 Selector de tono
- En lo único que difiere este circuito con el anterior es con la inclusión de R4, C2 y el altavoz a la salida del AO para oír la frecuencia elegida.
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2.15 Generador de ondas cuadradas variable
- En semiciclos positivos C1 se carga a través de R3,D1 y R4
- En semiciclos negativos C1 se carga a través de R3,D2 y R4
- Mediante R4 podemos modificar el duty cycle de la señal de salida.
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2.16 Multivibrador biestable
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2.17 Multivibrador biestable (2)
- Este esquema es similar al anterior con la diferencia que sólo tiene una toma de tensión debido al divisor de tensión creado entre R2 y R3.
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2.18 Multivibrador monoestable
- C1 hace que conmute Q1 para cambiar la salida.
- C1 se carga/descarga a través de R3
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2.19 Ejemplos de aplicación
- Estas son algunas aplicaciones para las que podemos usar el oscilador básico visto anteriormente.
- El motivo por el cual estos circuitos oscilan es debido a la variación del valor de resistencia del sensor TH y R1 utilizado.
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2.20 Ejemplos aplicación (2). Alarma
- Adaptación del circuito oscilador de relajación básico.
- Una vez conectado el circuito, S4 lo reinicia.
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2.21 Detectores de temperatura
- Estos dos circuitos comparten el sensor de temperatura. Sólo se diferencian en la pata del amplificador operacional en la cual la conectamos.
- Hace un buen día.
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2.22 Diversos detectores
- LDR: si luz = R
si luz = R
- PTC: si TEMP = R
si TEMP = R
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2.23 Esquema interno de un DAC
Vref
Vo
......
N-1 N-2 N-3
Bn-2 Bn-3 B1Bn-1 (MSB) Bo (LSB)
R/2 R/2
R/2
R/2 R
+
-
U?
107
3
26
74
Ro
Vo = - ( Ii)*Ro
Ii = bi * Vref / Rii=0
N-1
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2.24 Conmutador activado por voz
•
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3.1 Clasificación actual
Curs d’ Amplificadors Operacionals37/42
3.2 Clasificación actual (2)
AMPLIFICADORES DE SEÑAL ( 100 MHz)
• Precision Vi offset 500 V
• Low Noise Vn 10 V/Hz
• Low Power Iq 1 mA
• MicroPower Iq 50 A
• Low Voltage Vs 2.7 V
• Wide Bandwith Ancho de banda 5 Mhz
• Low bias current Ib < 100 A
Curs d’ Amplificadors Operacionals38/42
3.3 Clasificación actual (3)
AMPLIFICADORES DE ALTA VELOCIDAD ( 50MHz)
• Voltage Feedback
Max Operating Supply > +15 V
Max Operating Supply +15 V
• Current Feedback
Max Operating Supply > +15 V
Max Operating Supply +15 V
• DSL Drivers and Receivers
• Special Functions for High Speed Amplifiers
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3.4 Clasificación actual (4)
AMPLIFICADORES DE POTENCIA
• Power Amplifiers
High Current
High Voltage
• Audio Power Amplifiers
Class AB
Class D
• PWM Solenoid/Valve Drivers
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3.5 Clasificación actual (5)
AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN
• Difference Amplifiers
• Instrumentation Amplifiers
• Digitally Programmable Gain Amplifiers
• 4-20mA Current Loop Amplifiers
Curs d’ Amplificadors Operacionals41/42
3.6 Clasificación actual (6)
FUNCIONES ESPECIALES PARA AMPLIFICADORES
• Isolation Analog Amplifiers
• Voltage-Controlled Gain Amplifiers
• Switched Gain Amplifiers
• Transconductance Amplifiers
Curs d’ Amplificadors Operacionals42/42
3.7 Clasificación actual (7)
COMPARADORES
• General Purpose
• High Speed
• Low Voltage
• Low Power
Curs d’ Amplificadors Operacionals43/42
4. Bibliografía
LIBROS
• "110 proyectos con amplificadores operacionales integrados”
• "Unique IC Op-Amp Applications”
• "Designing with operational amplifiers”
• Catálogo de Texas