unidad 3 circuitos electrc3b3nicos con opamp

5/24/2018 Unidad 3 Circuitos Electrc3b3nicos Con Opamp

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UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES

UNIDAD 3:CIRCUITOS ELECTRNICOS CON AMPLIFICADORES

OPERACIONALES.

UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE COMPUTACIONASIGNATURA: ELECTRNICA

PROFESOR:ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC


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El Amplif icador Operacional (OPAMP)es una amplificador de gran

ganancia, utilizado para realizar amplificacin, conmutacin, filtrado de

seales, etc. en forma de circuito integrado. Sus diseos solo requieren

cambiar los elementos externos tales como resistencias, condensadores,

diodos, etc.

Smbo lo d el OPAMP y sus elemento s:

vo = A (v2v1)

A = Ganancia

Entrada

Inversora

Entrada No

Inversora

Salida

-V

v2

+V

v1

Polarizacin

Negativa

Polarizacin

Positiva

vo


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MODELOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DEL OPAMP

El OPAMP est compuesto

internamente por muchos

transistores encapsulados en

Chips (Circuitos integrados).

Ejemplo el modelo: LM741


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Resistencia deentrada Fuente de

tensin

Resistencia desalida

Modelo elctr ico aproxim ado del amplif ic ador operacional

A (v2v1)

+v2

-v1

- Los lmites de saturacin son los voltajes

de alimentacin (Vpos y Vneg )

- Av muy alta => Av

- Rimuy alta => Ri V+ = V-

- Romuy baja => Ro 0 Vo =Av(V+

-V-)

Valor finito


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Circuitos de Aplicaciones tpicas de los OPAMP:

Circuitos Amplificadores de Seal:

Amplificador Inversor

Amplificador No Inversor

Circuitos Operadores de SealesSumador

Comparador

Circuitos Convertidores de Seales

Convertidores D/A

Convertidores A/D

Circuitos Filtros Activos

Filtro Paso Bajo

Filtro Paso Alto

Filtro Paso Banda


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Amplificadores de Seales con OPAMP:

Ampl i f icador Inversor

21 R

VV

R

VV oi

0 VVCondiciones ideales:

Leyes de Kirchoff:

1

2

R

R

V

V

i

o

Funcin d e transferencia:


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Ampl i f icador Inversor

5

A

tsenAVi

21 RR

Vo

ViA

-A

t

Ejemplo 2:

5

A

tsenAVi

12 4RR

Vo

ViA

-A t

+Vcc

-Vcc

saturacin

Ejemplo 1:



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Ampl i f icador No Inversor

21

0

R

VV

R

V o

iVVV Condiciones ideales:

Leyes de Kirchoff:

1

21

R

R

V

V

i

o


Funcin d e transferencia:


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Ampl i f icador No Inversor

5

A

tsenAVi

12 RR

5

A

tsenAVi

12 3RR

saturacinVoVi

A

-A t

Ejemplo 2:

Ejemplo 1:

Vo

Vi

A

-A t

+Vcc

-Vcc

saturacin



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Sumador Inversor de Seales con OPAMP:

B

B

f

A

A

f

f

B

B

A

Ao v

R

Rv

R

RR

R

v

R

vv

entradadedefuenteslaspor

adaproporcioncorriente


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iiEEiiCC

ovvsiV

vvsiVv

Comparador de Seales con OPAMP:


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El amplificador Operacional (OPAMP):

Circuitos convertidores de Seal

El convertidor Digital/Analogico (D/A), produce una salida igual a la suma ponderada de

las entradas, donde el peso de cada entrada esta dado por la ganancia de cada canal.

Tensin de 2 valores

5VDC> 1 Lgico

0VDC -> 0 Lgico

(Datos de 4 bits)

R0 = R0 / 20 = R0 /1

R1 = R0 / 21 = R0 /2

R2 = R0 / 22 = R0 /4

R3 = R0 / 23 = R0 /8

Rf = R3(Resistencia mas baja de las entradas digitales)

v3 v2 v1 v0 Vout

(V)0 0 0 0 0

0 0 0 1 0,625

0 0 1 0 1,25

0 1 0 0 2,5

1 1 1 1 9,375


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El convertidorAnalogico/Digital (A/D), produce un conjunto de salidas con solo dos niveles

De voltaje (0 y 1), partir de un rango de voltajes a la entrada. Vref = 5VDC+V yV = 5VDC

Resolucin = Vref / n+1

Donde n = bits de salida

Resolucin = 5 / 8 = 0,625 V

7 6 5 4 3 2 1 Vin (V)0 0 0 0 0 0 0 0 a 0,625

0 0 0 0 0 0 1 0,625 a 1,25

0 0 0 0 0 1 0 1,25 a 1,875

0 0 0 0 1 0 0 1,875 a 2,5

0 0 0 1 0 0 0 2,5 a 3,125

0 0 1 0 0 0 0 3,125 a 3,75

0 1 0 0 0 0 0 3,75 a 4,375

1 0 0 0 0 0 0 4,375 a 5

(Datos de 7 bits)

Convertidor Analogico/Digital (A/D):


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Ejercicio Propuesto de Amplificadores:

UNIDAD 3 AMP IFICADORES OPERACIONA ES


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Ejercicio Propuesto Convertidores A/D y D/A:

UNIDAD 3 AMPLIFICADORES OPERACIONALES


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Concepto de Filtro Activo:

Los filtros activos son circuitos electrnicos utilizados en sistemasde comunicaciones, conformados por resistencias, capacitores y

amplificadores operacionales, con el propsito de impedir o permitir

el paso de seales a determinados valores o rangos de frecuencias.

f1 = (10Khz)

f2 = (5Khz)

f0 = (5Khz)Filtro Activo



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Es la representacin grafica de la ganancia de voltaje del filtro (Av)

en funcin de la frecuencia (f).Av

f

Rango de Frecuencias Permitidas

0

Debido a que Av puede tener valores muy grandes y muy pequeos, en la

grafica de respuesta se utiliza una escala logartmica para representar a Av, con

una unidad llamada el Belio. El submltiplo de esta unidad utilizado en lamayora de los sistemas es el Decibelio (dB), que corresponde a una decima

parte del Belio. El dB, es la unidad tpica para representar las relaciones de

ganancia de voltaje y potencia:

1dB = 10 Log Ap

1dB = 20 Log Av, donde la Av = Vo/Vi, donde Vo es el voltaje de salida y Vi el de

entrada

Respuesta Ideal de un Filtro Activo:

El decibelio (dB):



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Tipos de Filtros Activos:

dB

f (Hz)

Banda Pasante

0fc

Banda Eliminada

dB

f (Hz)

Banda Pasante

0fc

Banda

Eliminada

Filtro Paso Bajo:Permite el paso de seales cuyasfrecuencias estn comprendidas

desde 0 hasta una frecuencia de

corte fc y bloquea todas las

frecuencias por encima de dicha fc.

Filtro Paso Alto:Permite el paso de seales cuyas

frecuencias estn comprendidas porencima de una frecuencia de corte fc

y bloquea todas aquellas que estn

entre 0 y dicha frecuencia de corte.



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dB

f (Hz)

Banda Pasante

0fo

Banda

Eliminada

Banda

Eliminada

fc1 fc2

fc1 Frecuencia corte inferior

fc2 Frecuencia corte superiorfo Frecuencia central operacin

Filtro Paso Banda:Permite el paso de seales cuyas frecuencias estn comprendidas

por encima de una frecuencia de corte inferior fc1y por debajo de una

frecuencia de corte superior fc2, bloqueando las frecuencia fuera de

este rango. Este tipo de filtros se utiliza para sintonizar una seal en

sistemas de radiofrecuencia o de televisin.

Tipos de Filtros Activos:



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Parmetros de un Filtro Paso banda:



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Este parmetro se utiliza para establecer la cantidad de

prdida de seales cuando pasan por un filtro. Con una

tensin de entrada constante, la atenuacin se define como

la tensin de salida a cualquier frecuencia, dividida entre la

tensin de salida para las frecuencias medias. Establece larespuesta que define el comportamiento del filtro real, en

relacin al filtro de respuesta ideal.

Av

f

Rango de Frecuencias Permitidas

0

Puntos de Atenuacin

Concepto de Atenuacin:

AT = -20 log (Vo / Vo)

VoVo



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Circuitos de Filtros Activos:



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Ejercicios de Filtros Activos:

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