Amplificador operacional

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conversores de corriente a voltaje y viceversa

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  • Hola, oye, que modelo son los amplificadores operacionales que aparecen en la diapositiva 21?, necesito amplificar el voltaje de ésa manera
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Amplificador operacional

  1. 1. Acondicionamiento Lineal usando amplificadores operacionales <ul><ul><ul><li>OBJETIVOS (referencias sección 3.2, 3.3.1 y 3.3.2 del texto de G. Dieck) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Describir las características más importantes del amplificador operacional como un dispositivo de procesamiento activo de señales análogas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Describir las aplicaciones más sencillas de los amplificadores operacionales en sistemas de acondicionamiento para instrumentación. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Entender la operación de los circuitos convertidores de voltaje a corriente, y de corriente a voltaje. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Entender el funcionamiento de los circuitos de balanceo y ganancia. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Desarrollar las distintas configuraciones del amplificador de instrumentación básico. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Desarrollar ejemplos sencillos para los amplificadores de instrumentación . </li></ul></ul></ul>
  2. 2. El amplificador operacional ideal vs real
  3. 3. Ancho de banda del amp. operacional
  4. 4. Saturación, voltaje de desvío y ganancia
  5. 5. Rapidez de respuesta (“slew rate”)
  6. 6. Comparación de amplificadores operacionales
  7. 7. Configuraciones básicas
  8. 8. Acondicionamiento Lineal de Señales: Amplificador Inversor <ul><li>V+ está conectada a tierra (V+=0). </li></ul><ul><li>(V+) ­ (V-)=0, la terminal inversora (negativa) esta al mismo potencial que la no-inversora y se denomina: tierra virtual. </li></ul><ul><li>La corriente I1 se encuentra usando la ley de Ohm. La corriente I1 fluye solamente hacia R2. Esto es I1=I2. </li></ul><ul><li>La resistencia presentada a Vi es R1. </li></ul><ul><li>Entonces: (V-) = (V+) Vo = -(R2/R1) Vi </li></ul>I 1  Vi R 1 I 2   Vo R 2      I 1  I 2  Vo   R 2 R 1     Vi
  9. 9. Acondicionamiento Lineal de Señales: Amplificador Sumador <ul><li>Sumador Inversor </li></ul><ul><li>(V+) esta conectado a tierra, o (V+)=0. </li></ul><ul><li>Debido a que (V-) = (V+), la señal inversora tiene un potencial de cero y se le denomina tierra virtual. </li></ul><ul><li>Las corrientes I1, I2 e I3 se calculan usando la ley de Ohm. </li></ul>
  10. 10. Acondicionamiento Lineal de Señales Amplificador No Inversor <ul><li>Ahora (V+) está conectada a Vi. </li></ul><ul><li>(V+) = (V-) = Vi </li></ul><ul><li>De nuevo, la corriente I1 se calcula usando la ley de Ohm. I1 fluye a través de R2 e I1=I2. </li></ul><ul><li>El circuito presenta una resistencia muy grande a Vi </li></ul>I 1   Vi R 1 I 2  Vi  Vo R 2      I 1  I 2  Vo  1  R 2 R 1     Vi
  11. 11. Acondicionamiento Lineal de Señales El amplificador diferencial <ul><li>( V+) se obtiene de la división de voltajes: (V+) = [R2/(R2 + R1)]V2 </li></ul><ul><li>Las corrientes IA e IB se calculan usando la ley de Ohm. </li></ul><ul><li>IA = IB y (V+) = (V-) </li></ul><ul><li>Vo se obtiene de una substitución sencilla. </li></ul>IA  V 1  R 2 R 2  R 1 V 2 R 1 IB  R 2 R 2  R 1 V 2  Vo R 2        IA  IB  Vo  R 2 R 1 V 2  V 1  
  12. 12. Acondicionamiento Lineal de Señales: Amplificador de Instrumentación <ul><li>Este amplificador es una herramienta poderosa para medir señales análogas de bajo nivel que se originan en sensores remotos y que se transmiten a través de un par de alambres. </li></ul>
  13. 13. Amplificador de Instrumentación Integrado <ul><li>Usando 3 amplificadores operacionales </li></ul>
  14. 14. Acondicionamiento Lineal de Señales: Circuito Integrador <ul><li>(V+) está conectado a tierra, (V+) = 0 </li></ul><ul><li>Otra vez, (V-) = (V+) y la terminal inversora tiene un potencial de cero. </li></ul><ul><li>IR se calcula usando la ley de Ohm. IR fluye a través de C. Esto es IR = Ic. </li></ul>
  15. 15. Convertidor de Voltaje a Corriente <ul><li>Convertidor del tipo V-I (carga flotada) </li></ul><ul><li>(V+) esta conectado a Vi. </li></ul><ul><li>(V-) = (V+), de tal forma que la terminal inversora tiene el mismo potencial que Vi. </li></ul><ul><li>La corriente a través de R1 es IL. La corriente IL no depende de la resistencia RL. </li></ul><ul><li>Notar que la carga esta flotada. </li></ul>
  16. 16. Otro convertidor de Voltaje a Corriente <ul><li>Convertidor V-I con carga aterrizada </li></ul><ul><li>IL no depende de RL. Sólo depende de VIN y VREF. </li></ul><ul><li>1/R1 determina laconstante de proporcionalidad entre V y I. </li></ul><ul><li>Notar que la carga esta referenciada a tierra . </li></ul>IL  1 R 1 VIN  VREF  
  17. 17. Convertidor de Corriente a Voltaje <ul><li>Convertidor I-V inversor </li></ul><ul><li>(V+) está conectado a tierra, o (V+) = 0 </li></ul><ul><li>(V-) = (V+) = 0, La terminal inversora es tierra virtual </li></ul><ul><li>I fluye solamente a través de R. </li></ul><ul><li>R determina la constante de proporcionalidad entre la curriente y el voltaje. </li></ul>
  18. 18. Otro convertidor de corriente a voltaje <ul><li>Convertidor I-V no inversor </li></ul><ul><li>Si R1 >> Rs, IL fluye casi totalmente a través de Rs. </li></ul>
  19. 19. Acondicionamiento Lineal: Ejemplo <ul><li>Usando Amp. Operacionales, diseñar el siguiente circuito aritmético: </li></ul><ul><li>Solución </li></ul><ul><li>Usar un amplificador sumador con entradas Vi y 5 Volts, ajustar la ganancia a 3.4 y 1, respectivamente. </li></ul>
  20. 20. Acondicionamiento Lineal de Señales: Ejemplo <ul><li>Diseñar un circuito con Amp. Operacional que tenga una ganancia de 42 y que tenga una resistencia de entrada muy grande . </li></ul><ul><li>Solución </li></ul><ul><li>Usar la configuración no inversora, ya que posee la inherente característica de su resistencia de entrada grande. </li></ul>
  21. 21. Acondicionamiento Lineal de Señales: Ejemplo <ul><li>Diseñar un circuito basado en amplificadores operacionales que convierta un rango de voltajes de 20 a 250 mV a un rango de 0 a 5 V. </li></ul>
  22. 22. Acondicionamiento Lineal de Señales Ejemplo <ul><li>Diseñar un circuito basado en amplificadores operacionales para convertirun rango de señales de [4 to 20 mA] a un rango de voltaje de [0 to 10 V] . </li></ul><ul><li>Solución. </li></ul>

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