AMPLIFICADOR OPERACIONAL

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Es un integrador compuesto con elementos discretos tales como transistores y resistencias, hechos para fines prácticos para amplificar, filtrar, comparar y convertir alguna señal de entrada. Es un circuito electrónico que consiste generalmente de una primera etapa tipo amplificador diferencial, seguida de una o varias etapas que proporcionan alta ganancia de voltaje y un desplazamiento de nivel adecuado, y una última etapa (configuración push-pull de simetría complementaria) que presenta baja impedancia de salida, todas acopladas directamente de manera que funciona como un amplificador de voltaje diferencial de muy alta ganancia capaz de operar desde DC.

Las características ideales de un amplificador operacional son:

- Ganancia de tensión en lazo cerrado.

- Su impedancia de entrada es infinita.

- Su impedancia de salida es nula.

- Corriente de polarización de entrada.

- Tensión offset.

- Margen de tensiones de alimentación.

SIMBOLOGÍA DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

V+ : Entrada Inversora. +Vcc: Terminal de Alimentación positiva.

V- : Entrada No Inversora. -Vcc: Terminal de Alimentación negativa.

Vo: Salida.

ASPECTO FÍSICO DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

AMPLIFICADOR OPERACIONAL REAL E IDEAL

La tensión de salida de un amplificador operacional ideal es la diferencia de tensión en las entradas multiplicada por un factor A (ganancia en lazo abierto), donde A>0 [en el caso ideal A= ∞]

En el modelo de amplificador ideal, la salida del amplificador se obtiene a través de la expresión: V_o=A(V_+-V_- )=AV_d

Esta expresión nos dice que la salida del amplificador es directamente proporcional a la diferencia de potencial “Vd” en la entrada. Designaremos a la constante de proporcionalidad a como ganancia en lazo abierto; con esta definición podemos decir también que el amplificador operacional es diferencial ya que la salida depende de la diferencia de tensión en sus entradas. “A” es una constante para cada amplificador y sus valores son muy altos (>200000 para amplificadores reales). En lazo abierto significa que es la ganancia del propio dispositivo sin conectar a nada.

Propiedades del Amplificador Operacional Ideal

1. La ganancia en lazo abierto A es infinita.

2. Las resistencias que se ven desde cada uno de los terminales de entrada son infinitas o, lo que es lo mismo, las intensidades de entrada I- e I+ son nulas.

3. La impedancia de carga de un circuito conectado en cascada con el OP no influye en la tensión de salida: V_o≠f(Z_L).

4. Es un amplificador de corriente continua y alterna.

5. Es capaz de amplificar la señal de entrada independientemente de su frecuencia. El ancho de banda es por tanto infinito.

Por la primera propiedad, tendríamos que si “A” es infinito como Vd es un valor finito debería ser Vo infinito. Como esto no puede ser debe ocurrir que V_d=0 es decir V_+=V_- .

AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO ACONDICIONADOR DE SEÑAL

En general la señal de salida de un sensor se debe adecuar para la siguiente etapa. La señal puede ser demasiado pequeña y se debería amplificar, la señal puede presentar interferencias o ruidos que se deben eliminar, la señal puede no lineal y requerir una linealización, la señal puede ser analógica y requerir su digitalización, la señal puede ser digital y necesitar

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