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Informe de amplificador operacional

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Amplificador Amplificador Document Transcript

  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Amplificador Operacional Andrés Felipe Duran Torres, Edison Rincón Universidad Militar Nueva Granada Bogotá-Colombia u1801901@unimilitar.edu.co u1801976@unimilitar.edu.coAbstract: Gracias a la práctica no solo podremos aprender a montar un AO, también el uso de generador deIn this laboratory practice the user will know the señales, osciloscopio y la manera de realizar unameaning and the way of utilization of the fuente dual de voltaje necesaria para realizaroperational amplifier. The first point will be correctamente las conexiones del AO sin realizarmeeting the theoretical aspect of this electronic ningún daño, además de la interpretación de lasdevice, with all the models which can be built, señales y cálculos matemáticos.models like inverse, no inverse, adder, receiverand voltage follower. The second point will bebuilding these models with all the necessary II. MARCO TEORICOdevices, either electronic machines like theoscilloscope and signal generator, or little pieces Amplificador operacionalwhich can be coupled to the protoboard like El amplificador operacional es un circuitoconnection cable, resistor etc. electrónico que consiste generalmente de unaThe objective of this laboratory practice will be primera etapa que proporciona ata ganancia dethe teaching of the properties and behavior of the voltaje, y no última etapa que presenta bajaOA and the rightly way of interpret this properties imperancia de salida, todas acopladasand this behavior directamente de manera que funciona como un amplificador de voltaje diferencial de muy alta I. INTRODUCCION ganancia capas de operar en DC .Un amplificador operacional es un circuitointegrado capaz de realizar diferentes funcionescon pocos componentes, dentro de la prácticapodremos comprobar funciones como: inversor,no inversor, sumador, restador y seguidor devoltaje, esta comprobación se podrá realizar demanera teórica con las ecuacionescorrespondientes a cada función y de maneraexperimental construyendo cada modelo ygenerando su señal en el osciloscopio. Para elmontaje de estas funciones se tendrá en cuenta undiagrama guía (datasheet) que nos permite saberdónde hacer las conexiones de cada uno de los fig. 1. Tomado decomponentes necesarios. http://iniciativapopular.udg.mx/muralmta/mrojas/cursos /elect/apuntesdefinitivos/UNIDAD3/3.1.pdf Página 1 de 8
  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA1. Terminal inversora.2. Terminal no inversora.3. Terminal de alimentación positiva.4. Terminal de alimentación negativa.5. Terminal de salida.Características1. La resistencia de entrada tiende a infinito. Fig. 3. Tomada de2. Las corrientes entrantes a las terminales http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia/ inversora y no inversora son 0. informatica/amplificador%20operacional.pdf3. Los Voltajes v1 y v2 son iguales.4. Los dos puntos anteriores suceden si hay La ganancia del amplificador no inversor se resuelve a partir de las siguientes ecuaciones: realimentación negativa en el amplificador operacional. Configuraciones Amplificador inversor Resultando que: Amplificador sumador Permite sumar algebraicamente varias señales analógicas. Fig. 2. Tomada de http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia/ informatica/amplificador%20operacional.pdf La ganancia del amplificador inversor se obtiene analizando el amplificador de una manera ideal, si las corrientes en la entrada es 0 se cumple: Fig. 4. Tomada de http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia/ Sustituyendo tenemos: informatica/amplificador%20operacional.pdf El término inversor es debido al signo negativo de la expresión que indica un desfase de 180° entre la entrada y la salida. Amplificador no inversor Página 2 de 8
  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADAAmplificador restador Amplificador seguidor de voltaje Fig. 6. Tomada de http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia/ Fig. 5. Tomada de informatica/amplificador%20operacional.pdfhttp://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia/ informatica/amplificador%20operacional.pdf Reproduce en su salida el voltaje en su entrada no inversora, alta impedancia de entrada y baja de salida. Aplicando las propiedades:Se toma un vx como: Despejando Vi:Se usa en la ecuación: El término 1/A es igual a 0 ya que A es infinita y la ecuación queda: DatasheetAl despejar vo la ganancia es:Con esta expresión se indica como el voltajede salida es función de la diferencia devoltajes de entrada. Fig 7. Tomada de Datasheet Lf353 Teniendo este diagrama como guía de su arquitectura, encontramos dos “pines” de salida ubicados cada uno respectivamente en los espacios 1 y 7. Dos entradas positivas ubicadas en los pines 3 y 5; asimismo dos entradas negativas ubicadas en los pines 2 y 6. Y finalmente dos Página 3 de 8
  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADAentradas, una positiva y una negativa de voltaje decorriente directa, simbolizados por Vcc+ y Vcc- Montaje 1en los pines 4 y 8.Voltaje Pico a Pico:Donde CO es el número de cuadros en elosciloscopio y V los voltios que se trabajaron.Frecuencia:Donde t es el tiempo. Fig.8 Amplificador inversor Tomada en el laboratorio de electrónica 1Tiempo:Donde to es el tiempo mostrado en la pantalla delosciloscopio y Cf es el número de cuadros de R1= 1K Ωfrecuencia en el osciloscopio. R2=100 Ω Ventrada= 4 VGanancia amplificador inversor: Vsalida= -0.396 VGanancia amplificador no inversor: Montaje 2Ganancia amplificador sumador:Ganancia amplificador restador:Ganancia amplificador seguidor de voltaje: Fig.9 Amplificador no inversor Tomada en el laboratorio de electrónica 1 R1= 1KΩ R2=100 Ω Ventrada= 4 V Vsalida=4.395 V Página 4 de 8
  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADAMontaje 3 Montaje 5 Fig.10 Amplificador sumador Fig.12 Amplificador seguidor de voltaje Tomada en el laboratorio de electrónica 1 Tomada en el laboratorio de electrónica 1 Ventrada1=7.53V Ventrada= 4 V Venttrada2= 3V Vsalida= 3.98 V R1 y R2= 1KΩ Vsalida= -10.49V ANALISIS MATEMATICOSMontaje 4 1. Amplificador inversor Vsalida=-(0.1)*4 Vsalida=-0.4 %error= (0.4-0.396/0.4)*100 %error=1% 2. Amplificador no inversor Vsalida= 4*1.01 Vsalida= 4.4 %error= (4.4-4.395/4.4)*100 Fig.11 Amplificador restador Tomada en el laboratorio de electrónica 1 %error= 0.11% 3. Amplificador sumador Ventrada1=7.53V Venttrada2= 3V R1 y R2= 1KΩ Vsalida= -0.1*10.53 Vsalida= 4.48V Vsalida= -1.053 %error= (1.053-1.049/1.053)*100 %error= 0.37% Página 5 de 8
  • UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA 4. Amplificador restador V. BIBLIOGRAFIA Vsalida= 1*(3-7.53) Vsalida= -4.53 http://www.hcdsc.gov.ar/biblioteca/ises/tecnologia %error= (4.53-4.48/4.53)*100 /informatica/amplificador%20oeracional.pdf %error= 1.1% http://www.dte.us.es/ing_inf/ins_elec/temario/Te ma%201.%20Amplificadores%20Operacionales. 5. Amplificador seguidor de voltaje Vsalida= 4 V %error= (4-3.98/4)*100 %error= 0.5%IV. CONCLUSIONES Respecto a los resultados obtenidos en esta práctica, teniendo en cuenta las aplicaciones y respuestas usadas observamos que en la mayoría de los casos la respuesta fue no inversora, es decir que la señal de entrada no tenía ningún desfase respecto a la señal de salida, esto debido a la posición de los artefactos ajenos a nuestro circuito integrado, como lo son los resistores, la sonda entre otros. Tras la realización de esta práctica de laboratorio, podemos concluir que aunque el AO sea un dispositivo electrónico de arquitectura muy sencilla, puede ser la base para el desarrollo conocimientos de un grado considerable de complejidad, teniendo en cuenta sus principales aplicaciones como la suma, la resta y el acompañamiento de voltaje además de la respuesta generada ya sea inversora o no inversora, obtendremos un número considerable de combinaciones y asimismo de aplicaciones con un sinnúmero de usos aprovechables en este caso, en el campo de la ingeniería. Página 6 de 8
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