LABORATORIO #8 - AMPLIFICADOR OPERACIONAL

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LABORATORIO #8 - AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Harry Emanuel Timana G

Ingeniería en Automática Industrial

Universidad del Cauca

Estos temas se pudieron realizar con el simulador LTspice y la guía de trabajo, así como también el acompañamiento de la profesora para hacer una buena práctica y que todo sea entendible.

1. INTRODUCCIÓN

El objetivo de esta práctica es familiarizarnos con el amplificador operacional y hacer uso de este circuito para realizar diferentes operaciones con señales de voltaje o corriente. Uno de los amplificadores operacionales más utilizados es el LM358, que consiste en un circuito integrado que contiene dos amplificadores operacionales de ganancia de lazo abierto elevada y bajo voltaje de offset.

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Figura 1. Circuito Integrado LM358

1. AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO INTEGRADOR

1. Se implementó el circuito de la Figura 2 usando un amplificador operacional. La entrada de este circuito corresponde a una señal cuadrada de -5 a 5V con un ancho de pulso de 50 us. Con ayuda de Ltspice se midio la señal de salida del integrador. Se registraron los resultados gráficos en el informe.

Figura 2. Integrador con Amplificador operacional

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Simulación en LTspice:

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1. Se cambiaron los parámetros necesarios para lograr que la señal de salida tenga un voltaje máximo de 2 y mínimo -2.

Teniendo en cuenta que estamos trabajando con un amplificador integrador entonces en la señal de salida se verá la integral de la señal de entrada, lo expresaremos de esta manera:

𝑉𝑜(𝑡) = −

1

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𝑅𝐶

∫ 𝑉𝑖(𝑡) 𝑑𝑡

Ahora veremos el voltaje de entrada para dos posibles valores para dos intervalos de tiempo diferentes

𝑇

𝑉𝑖(𝑡) = 5        −→        0 ≤ 𝑡 <[pic 6]

2

Ahora también

𝑇

𝑉𝑖(𝑡) = −5        −→

≤ 𝑡 < 𝑇

2[pic 7]

Podemos remplazar en la ecuación anterior para la señal de salida, así:

𝑉𝑜(𝑡) =

5 𝑉

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𝑅𝐶

𝑉𝑜(𝑡) = −

5 𝑉

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𝑅𝐶

Ahora Igualaremos la pendiente de una de las ecuaciones obtenidas para el voltaje de salida con la pendiente de la señal de salida que se quiere obtener, si sabemos que la señal de salida tiene un máximo de 2 V y un mínimo de -2 V se tiene la ecuación de la recta seria dada así:

𝑚 =

4 𝑉

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50 𝑢𝑠

Ahora igualamos la pendiente de salida con la pendiente que queremos llegar:

4 𝑉

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50 𝑢𝑠

5 𝑉

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𝑅𝐶

Ahora despejamos para encontrar de ambas ecuaciones multiplicamos y luego despejamos para hallar R

𝑅 =

5 𝑉 × 50 𝑢𝑠

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𝐶 × 4 𝑉

𝑅 =

5 𝑉 × 50 𝑢𝑠

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10𝑛𝐹 × 4 𝑉

= 6.25 𝑘Ω

𝑅 = 6.25 𝑘Ω

Simulación del Circuito en LTSpice:

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2. AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO DERIVADOR

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Figura 3. Derivador como Amplificador operacional

1. Se Variaron los valores de R3 por 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, ohm y explicar lo que sucede.

Simulación en LTSpice con R3 = 10 ohm

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Simulación en LTSpice con R3 = 50 ohm

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Simulación en LTSpice con R3 = 100 ohm

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Simulación en LTSpice con R3 = 200 ohm

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