El amplificador operacional como sumador y restador

Practica 3: El amplificador operacional como sumador y restador (amplificador diferencial)

Vania Danielle Cabuto Macias
CETYS Universidad
Ingenieria Cibernetica Electronica
Mexicali, B.C., Mexico
vaniacabuto@hotmail.com                   

Luis Manuel Perez Lopez
CETYS Universidad
Ingenieria Cibernetica Electronica
Mexicali, B.C., Mexico
luism.perez@cetys.edu.mx

Abstract—Documentación del material, equipo y componentes necesarios para construir y probar dos circuitos diferentes usando el amplificador operacional en una configuración de sumador y una configuración de restador. El documento incluye información básica sobre amplificadores operacionales, sus características y las ecuaciones para obtener el voltaje de salida tanto en el sumador como en el restador, así como las comparaciones de resultados teóricos y simulados y las conclusiones de cada miembro del equipo sobre sesión de laboratorio.

Keywords—op-amp, electrónica, suma, resta, analógica.

1. Introduccion

Hoy en día los amplificadores operacionales son muy comunes dentro de la electrónica digital gracias a que tienen muchas aplicaciones diferentes y con eso se ha logrado avanzar mucho en este y otros campos de la electrónica.

 Para seguir conociendo el funcionamiento de los op-amp se verán dos configuraciones diferentes: sumador y restador, usando diferentes valores resistivos y combinando las configuraciones de la primer practica para llegar al resultado que se busca, también se analizará como cambian las amplitudes de salida.

Finalmente se compararán los resultados prácticos con los resultados obtenidos mediante sus ecuaciones y mediante las simulaciones que se realizarán en Multisim.

1. Marco Teorico

1. Amplificador operacional

El concepto original del op-amp viene de las computadoras analógicas, cuando se empezaron a utilizar diferentes técnicas operacionales en los años 40. El nombre se deriva del amplificador dc con una entrada diferencial y ganancia muy alta, donde las características de operación eran determinadas principalmente por los elementos de realimentación.

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Figura 1. Amplificador operacional.

1. Amplificador Sumador Inversor

Un amplificador operacional sumador inversor u op-amp sumador inversor tiene múltiples entradas por el pin inversor que se suman y se invierten. El Vo estará dado por cada entrada multiplicada por su peso que a su vez estará dado por la división de RF sobre la resistencia que presente cada entrada. En esta configuración cada entrada tiene su propia impedancia de entrada que será la misma resistencia de entrada que presente, es decir la entrada v1 presentara una impedancia de entrada R1 y así también las demás entradas, solo hay una impedancia de salida que está en el orden de Ohms.

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Figura 2. Circuito sumador inversor.

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1. Amplificadro Diferencial (Restador)

El amplificador operacional en modo diferencial con ganancia controlada, o también conocido como amplificador diferencial, amplifica la diferencia entre las dos entradas de voltaje. La no inversora menos la inversora. La ventaja del amplificador diferencial es que rechaza el ruido en modo común. En este caso, la salida está en función a una ganancia, la cual es proporcional a la relación de resistencias.

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Figura 3. Circuito restador.

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1. Desarrollo

1. Equipo y Material de apoyo

Para realizar la practica 3 de la clase de electrónica analógica 2 se utilizaron las siguientes herramientas:

• 1 multímetro y puntas
• 1 fuente de poder dual, puntas y caimanes.
• 1 protoboard
• Cable para alambrar
• Pinzas planas
• Pinzas de corte
• Generador de funciones y puntas
• Osciloscopio

Además, se requirieron los siguientes materiales:

• Resistencias 1KΩ
• Op-amp 741

1. Simulacion Circuito Sumador Inversor

Para la primera parte de la práctica se simularon dos circuitos basados en el amplificador sumador inversor, para ambos se usaron solo resistencias de 1KΩ.

Para el primer circuito se utilizó la ecuación de salida , para lograr esta salida se introdujeron las dos señales en un circuito inversor y posteriormente en el circuito de sumador inversor.[pic 6]

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Figura 4. Simulación de circuito sumador inversor.

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Figura 5. Salida del circuito en el osciloscopio.

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