MODOS DE ENTRADA A UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL Y PARÁMETROS

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ASIGNATURA:

“AMPLIFICADORES OPERACIONALES”

TEMA:

MODOS DE ENTRADA A UN  AMPLIFICADOR OPERACIONAL Y PARÁMETROS

CARRERA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

7° SEMESTRE GRUPO “C”

MAESTRO
ING. MARIO ENRIQUEZ NICOLAS

INTEGRANTES

GARCÍA ALTAMIRANO JESÚS RAYMUNDO

JIMENEZ GONZALEZ ARMANDO

VILLANUEVA FIGUEROA ALEXIS

FUENTES RUIZ IRVING

LOPEZ GUTIERREZ HIRAM TIMOTEO

MODOS DE ENTRADA A UN  AMPLIFICADOR OPERACIONAL Y PARÁMETROS

Modos de la señal de entrada

Recuerde que la etapa de entrada del amplificador diferencial determina los modos de la señal de entrada.

Modo diferencial. En el modo diferencial,  se aplica una señal a una entrada con la otra conectada a tierra, o se aplican dos señales de polaridad opuesta a las entradas. Cuando un amplificador operacional opera en el modo diferencial de una sola terminal, una entrada se conecta a tierra y se aplica un voltaje de señal a la otra entrada, como muestra la figura 12-4. En el caso en que se aplica el voltaje de señal a la entrada inversora como en la parte (a), aparece un voltaje de señal amplificada e invertida a la salida. En el caso en que se aplica la señal a la entrada no inversora con la entrada inversora conectada a tierra, como muestra la figura 12-4(b), un voltaje de señal amplificada y no invertida aparece a la salida.

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FIGURA 12–4 Modo diferencial de una terminal.

En el modo diferencial de dos terminales se aplican dos señales de polaridad opuesta (desfasadas) a las entradas, como muestra la figura 12-5(a). La diferencia entre las dos entradas aparece a la salida amplificada. De forma equivalente, el modo diferencial de dos extremos puede ser representado por una sola fuente conectada entre las dos entradas, como muestra la figura 12-5(b).[pic 4]

FIGURA 12–5  Modo diferencial de dos terminales.

Modo común. En el modo común, se aplican dos voltajes de señal de la misma fase, frecuencia y amplitud a las dos entradas, como muestra la figura 12-6. Cuando se aplican señales de entra- da iguales a ambas entradas, tienden a cancelarse y el resultado es un voltaje de salida cero.[pic 5]

FIGURA   12–6 Operación en modo común.

Esta acción se llama rechazo en modo común. Su importancia radica en la situación en la que aparece una señal indeseada en ambas entradas del amplificador operacional. Rechazo en modo común significa que esta señal indeseada no aparecerá en la salida y distorsionará la señal desea- da. Las señales en modo común (ruido) en general son el resultado de la captación de energía irradiada en las líneas de entrada, de líneas adyacentes, la línea de transmisión de 60 Hz u otras fuentes.

Razón de rechazo en modo común

Pueden aparecer señales deseadas en sólo una entrada o con polaridades opuestas en ambas líneas de entrada. Estas señales deseadas son amplificadas y aparecen en la salida como previamente se discutió. Las señales indeseadas (ruido) que aparecen con la misma polaridad en ambas líneas de entrada en esencia son eliminadas por el amplificador operacional y no aparecen en la salida. La medida de la habilidad de un amplificador de rechazar señales en modo común es un parámetro llamado razón de rechazo en modo común o CMRR.

Idealmente, un amplificador operacional proporciona una ganancia muy alta en el caso de señales en modo diferencial y ganancia cero en el caso de señales en modo común. Los amplificadores operacionales prácticos, sin embargo, sí presentan una muy pequeña ganancia en modo común (normalmente menor que 1) al mismo tiempo que proporcionan una alta ganancia de volta- je diferencial en lazo abierto (general de varios miles). Mientras más alta es la ganancia en lazo abierto con respecto a la ganancia en modo común, mejor es el desempeño del amplificador operacional en función del rechazo de señales en modo común. Esto sugiere que una buena medida del desempeño del amplificador operacional al rechazar señales en modo común indeseadas es el cociente de la ganancia de voltaje diferencial en lazo abierto, Aol entre la ganancia en modo común, Acm. Esta razón es la relación de rechazo en modo común, CMRR.

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                           Ecuación 12–1

Mientras más alta sea la CMRR, mejor. Un valor muy alto de CMRR significa que la ganancia en lazo abierto, Aol, es alta y que la ganancia en modo común, Acm, es baja. La CMRR a menudo se expresa en decibeles (dB) como

)             Ecuación 12–2[pic 7]

La ganancia de voltaje en lazo abierto, Aol de un amplificador operacional es la ganancia de voltaje interna del dispositivo y representa el cociente del voltaje de salida entre el voltaje de entrada cuando no hay componentes externos. El diseño interno estable determina por completo la ganancia de voltaje en lazo abierto. La ganancia de voltaje en lazo abierto puede variar hasta 200,000 y no es un parámetro bien controlado. Las hojas de datos a menudo se refieren a la ganancia de voltaje en lazo abierto como la ganancia de voltaje de gran señal.

Una CMRR de 100,000, por ejemplo, indica que la señal de entrada deseada (diferencial) es amplificada 100,000 veces más que el ruido indeseado (modo común). Si las amplitudes de la señal de entrada diferencial y el ruido en modo común son iguales, la señal deseada aparecerá a la salida 100,000 veces más grande que el ruido. De este modo, el ruido o interferencia ha sido en esencia eliminada.

Excursión máxima del voltaje de salida (Vo(p-p))

Sin señal de entrada, la salida de un amplificador operacional es idealmente de 0 V. Éste se llama voltaje de salida del punto de operación. Cuando se aplica una señal de entrada, los límites ideales de la señal de salida pico a pico son ±VCC. En la práctica, sin embargo, este ideal puede ser aproximado pero nunca alcanzado. VO(p-p) varía con la carga conectada al amplificador operacional y se incrementa directamente con la resistencia de la carga. Por ejemplo, una hoja de datos KA741 Fairchild muestra un VO(p-p) típico de ±13 V con VCC=±15 V cuando . VO(p-p) se incrementa a ±14 V cuando .[pic 8][pic 9]

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